Question

工業(yè)上利用氨催化氧化法可制取硝酸，加入脫水劑后制得較高濃度的硝酸．以17噸氨作為原料，假設(shè)NH₃全部轉(zhuǎn)化為HNO₃．
（1）寫出NH₃完全轉(zhuǎn)化為HNO₃的總化學(xué)反應(yīng)方程式

NH₃+2O₂=HNO₃+H₂O

（2）生產(chǎn)過(guò)程中需加水吸收，如果與加入脫水劑后脫去水的量相等，則所得硝酸溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為多少？
（3）如果生產(chǎn)中同時(shí)制得50%的硝酸m₁噸和90%的硝酸m₂噸（脫去的水可循環(huán)使用，制得較低濃度的稀硝酸），若共加入27噸水，請(qǐng)問(wèn)m₁與m₂的質(zhì)量之比為多少？（要有簡(jiǎn)單的計(jì)算過(guò)程）

Answer 1

分析：（1）氨催化氧化法制硝酸的步驟：氨氣催化氧化為一氧化氮、一氧化氮和氧氣反應(yīng)生成二氧化氮、二氧化氮和水反應(yīng)生成硝酸；
（2）根據(jù)化學(xué)方程的含義進(jìn)行計(jì)算；
（3）根據(jù)反應(yīng)原理結(jié)合題干已知數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算．

解答：解：（1）氨催化氧化法制硝酸的步驟：氨氣催化氧化為一氧化氮、一氧化氮和氧氣反應(yīng)生成二氧化氮、二氧化氮和水反應(yīng)生成硝酸，將以上步驟合并得到：NH₃+2O₂=HNO₃+H₂O，
故答案為：NH₃+2O₂=HNO₃+H₂O；
（2）根據(jù)化學(xué)方程式：NH₃+2O₂=HNO₃+H₂O，生產(chǎn)過(guò)程中需加水的量與加入脫水劑后脫去水的量相等，則硝酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

硝酸質(zhì)量

硝酸質(zhì)量+水的質(zhì)量

×100%=

63t

63t+18t

×100%=77.8%．
答：所得硝酸溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為77.8%；
（3）根據(jù)化學(xué)方程式：NH₃+2O₂=HNO₃+H₂O，同時(shí)制得50%的硝酸m₁噸和90%的硝酸m₂噸時(shí)，則
 硝酸質(zhì)量關(guān)系：0.5m₁+0.9m₂=63   
水的質(zhì)量關(guān)系：0.5m₁+（1-0.9）m₂=27+18
解得：m₁=85.5噸、m₂=22.5噸，
所以

m1

m2

=

19

5

，
答：m₁與m₂的質(zhì)量之比為19：5．

點(diǎn)評(píng)：本題是一道化學(xué)知識(shí)和工業(yè)知識(shí)相結(jié)合的題目，是一道綜合知識(shí)的考查，難度較大．