一氧化氮（NO）作为一种重要的无机化合物，在医学、工业、科研等领域发挥着关键作用。其无色、活泼的化学性质使其制备过程需严格遵循安全规范。本文将详细介绍一氧化氮的实验室制备与工业生产方法，并强调操作中的注意事项。

一、实验室制备方法

实验室中最常见的一氧化氮制备方法是铜与稀硝酸的反应。具体步骤如下：

1. 实验原理

铜与稀硝酸（浓度约30%-50%）在加热条件下反应生成硝酸铜、一氧化氮和水：

3Cu + 8HNO₃（稀）→ 3Cu(NO₃)₂ + 2NO↑ + 4H₂O

2. 所需材料

铜片、稀硝酸、氢氧化钠溶液（用于尾气处理）、注射器、烧杯、酒精灯、胶塞等。

3. 操作步骤

（1）清洗铜片并置于注射器中，排除空气；

（2）吸入稀硝酸，迅速密封；

（3）水浴加热，观察无色气体生成；

（4）通过吸入空气使无色NO与O₂反应生成红棕色NO₂，验证产物；

（5）将尾气注入NaOH溶液吸收，避免污染。

该方法简便可控，但需注意硝酸浓度不宜过高，否则可能生成二氧化氮，影响纯度。

二、工业制备方法

工业上，一氧化氮的生成常利用高温反应或催化合成：

1. 高温燃烧法

在高温（约1400K）下，氮气与氧气直接反应：

N₂ + O₂ → 2NO

此法常见于硝酸工业，产物需进一步氧化为二氧化氮，再经水吸收生成硝酸。

2. 催化合成法

利用催化剂（如铂或铁系催化剂），在低温下将氢气和氮气转化为一氧化氮：

N₂ + H₂ → 2NH → 2NO + H₂O

该过程需精确控制温度与压力，适用于大规模生产。

3. 内燃机尾气生成

汽车发动机燃烧时，高温环境使氮气与氧气反应生成NO，但此类方法难以收集，多用于尾气研究。

三、安全与环保注意事项

一氧化氮有毒且易与氧气反应，制备时需：

● 在通风橱中进行实验，佩戴防护设备；

● 避免直接接触皮肤或吸入气体；

● 尾气必须用碱性溶液吸收或通过催化转化器处理，防止环境污染；

● 工业生产中需采用低氧燃烧技术或选择性催化还原（SCR）技术降低NOx排放。

四、应用与展望

一氧化氮不仅是硝酸生产的中间体，还在电子工业（硅氧化膜沉积）、医疗（血管扩张治疗）等领域不可或缺。未来，绿色合成技术（如电化学法）或更高效的催化剂研发，将推动其制备向环保、高效方向发展。