模拟闪电固氮实验

实验目的

模拟闪电固氮，认识氮的氧化物的生成与性质。

实验原理

放电时氮气与氧气化合：N₂ + O₂ =放电= 2NO；一氧化氮与氧气反应：2NO + O₂ = 2NO₂；二氧化氮溶于水：3NO₂ + H₂O = 2HNO₃ + NO。生成的硝酸使溶液呈酸性。

实验器材

• 密闭玻璃容器（内有空气）
• 放电装置
• 水
• 紫色石蕊溶液
• 导线
• 胶头滴管

实验步骤

1. 检查装置气密性，容器内充满空气。
2. 接通放电装置，对空气放电，观察气体颜色。
3. 停止放电，向容器中加入少量水，振荡。
4. 观察气体颜色变化。
5. 取少量所得溶液，滴加紫色石蕊溶液。

实验现象与结论

放电后容器内出现红棕色气体（二氧化氮）；加水振荡后红棕色变浅，溶液使紫色石蕊溶液变红。结论：空气中的氮气经放电可转化为氮氧化物，最终生成硝酸。

注意事项

• 放电装置电压高，按要求使用，注意用电安全
• 二氧化氮有毒，装置须密闭并在通风处进行
• 加水后的废液集中处理

常见问题

什么是氮的固定？

把游离态的氮转变为含氮化合物的过程叫氮的固定，包括自然固氮（如闪电）和人工固氮（如合成氨）。

为什么说“雷雨发庄稼”有科学依据？

放电使氮气转化为氮氧化物，再生成硝酸，随雨水落入土壤形成硝酸盐，可被植物吸收。