【实验室怎样制取氮气】在实验室中，氮气（N₂）是一种常见的气体，常用于惰性气氛保护、气相色谱分析、化学实验中的惰性气体置换等。由于氮气在空气中占约78%，因此可以通过物理或化学方法从空气中分离出氮气。以下是几种常见的实验室制取氮气的方法及其优缺点总结。
一、实验方法概述
1. 空气液化法
通过将空气冷却至极低温，使其中的氧气和氮气分别液化，再通过分馏得到高纯度的氮气。此方法适用于大规模生产，但在实验室中因设备复杂，较少使用。
2. 化学反应法
利用某些化合物在加热或催化作用下分解生成氮气。这种方法适合实验室小规模制备，操作相对简单。
3. 燃烧法
通过燃烧某些含氮物质（如硝酸铵）产生氮气，但会产生副产物，需注意安全。
4. 气体净化法
使用分子筛或其他吸附剂去除空气中的水分、二氧化碳等杂质，从而获得较纯的氮气。
二、常用实验方法对比表
| 方法名称 | 原理 | 材料/试剂 | 优点 | 缺点 |
| 空气液化法 | 冷却空气至液态，分馏提取氮气 | 空气、冷却装置 | 高纯度、适合大规模生产 | 实验室设备复杂、成本高 |
| 化学反应法 | 分解含氮化合物释放氮气 | 硝酸铵、氢氧化钠等 | 操作简单、适合小量制备 | 产率较低、可能有副产物 |
| 燃烧法 | 燃烧含氮物质生成氮气 | 硝酸铵、酒精等 | 反应快、设备简单 | 有危险性、副产物多 |
| 气体净化法 | 吸附去除杂质，提高氮气纯度 | 分子筛、活性炭等 | 成本低、操作方便 | 纯度有限、需定期更换吸附剂 |
三、推荐实验方法（实验室常用）
在实际实验室操作中，化学反应法是较为常见且安全的选择。例如，可通过以下反应制取少量氮气：
反应式：
$$ \text{NH}_4\text{NO}_2 \xrightarrow{\Delta} \text{N}_2 \uparrow + 2\text{H}_2\text{O} $$
步骤简述：
1. 将亚硝酸铵（NH₄NO₂）放入试管中；
2. 加热试管，使其分解；
3. 收集产生的氮气，可用排水法或向上排空气法。
注意事项：
- 亚硝酸铵不稳定，需现配现用；
- 反应过程中会产生水蒸气，需及时处理；
- 实验应在通风良好的环境下进行。
四、总结
实验室制取氮气的方法多样，根据实验目的和条件选择合适的方式至关重要。对于小规模实验，化学反应法是最为实用和安全的方法；而对于需要高纯度氮气的场合，则可考虑气体净化或空气液化等方法。掌握不同方法的原理与操作要点，有助于提升实验效率和安全性。