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一氧化氮（NO）作為一種重要的無機化合物，在醫學、工業、科研等領域發揮著關鍵作用。其無色、活潑的化學性質使其制備過程需嚴格遵循安全規范。本文將詳細介紹一氧化氮的實驗室制備與工業生產方法，并強調操作中的注意事項。

一、實驗室制備方法

實驗室中最常見的一氧化氮制備方法是銅與稀硝酸的反應。具體步驟如下：

1. 實驗原理

銅與稀硝酸（濃度約30%-50%）在加熱條件下反應生成硝酸銅、一氧化氮和水：

3Cu + 8HNO?（稀）→ 3Cu(NO?)? + 2NO↑ + 4H?O

2. 所需材料

銅片、稀硝酸、氫氧化鈉溶液（用于尾氣處理）、注射器、燒杯、酒精燈、膠塞等。

3. 操作步驟

（1）清洗銅片并置于注射器中，排除空氣；

（2）吸入稀硝酸，迅速密封；

（3）水浴加熱，觀察無色氣體生成；

（4）通過吸入空氣使無色NO與O?反應生成紅棕色NO?，驗證產物；

（5）將尾氣注入NaOH溶液吸收，避免污染。

該方法簡便可控，但需注意硝酸濃度不宜過高，否則可能生成二氧化氮，影響純度。

二、工業制備方法

工業上，一氧化氮的生成常利用高溫反應或催化合成：

1. 高溫燃燒法

在高溫（約1400K）下，氮氣與氧氣直接反應：

N? + O? → 2NO

此法常見于硝酸工業，產物需進一步氧化為二氧化氮，再經水吸收生成硝酸。

2. 催化合成法

利用催化劑（如鉑或鐵系催化劑），在低溫下將氫氣和氮氣轉化為一氧化氮：

N? + H? → 2NH → 2NO + H?O

該過程需精確控制溫度與壓力，適用于大規模生產。

3. 內燃機尾氣生成

汽車發動機燃燒時，高溫環境使氮氣與氧氣反應生成NO，但此類方法難以收集，多用于尾氣研究。

三、安全與環保注意事項

一氧化氮有毒且易與氧氣反應，制備時需：

● 在通風櫥中進行實驗，佩戴防護設備；

● 避免直接接觸皮膚或吸入氣體；

● 尾氣必須用堿性溶液吸收或通過催化轉化器處理，防止環境污染；

● 工業生產中需采用低氧燃燒技術或選擇性催化還原（SCR）技術降低NOx排放。

四、應用與展望

一氧化氮不僅是硝酸生產的中間體，還在電子工業（硅氧化膜沉積）、醫療（血管擴張治療）等領域不可或缺。未來，綠色合成技術（如電化學法）或更高效的催化劑研發，將推動其制備向環保、高效方向發展。