Question

硝酸是一種重要的工業(yè)原料，工業(yè)制硝酸的關(guān)鍵是氨的催化氧化，與硝酸工業(yè)相關(guān)的過程中產(chǎn)生的氮氧化物的處理與應(yīng)用也是科學(xué)研究的熱點(diǎn)。

I．圖10、圖11分別是實(shí)驗(yàn)室模擬合成氨及氨催化氧化的裝置

（1）氮?dú)夂蜌錃馔ㄟ^圖10裝置，該裝置中濃硫酸的作用是控制氣體流速和 。

（2）用圖11裝置吸收一段時(shí)間氨后，再通入空氣，同時(shí)將已經(jīng)加熱的鉑絲插入乙裝置的錐形瓶?jī)?nèi)，鉑絲保持紅熱的原因是 ，寫出該裝置中氨氧化的化學(xué)方程式 。反應(yīng)結(jié)束后錐形瓶?jī)?nèi)的溶液中含有H＋、OH－、 離子、 離子。

II．下列有關(guān)硝酸事實(shí)的解釋合理的是

A．濃硝酸通常保存在棕色的試劑瓶中，說明濃硝酸不穩(wěn)定

B．足量鐵與稀硝酸反應(yīng)后溶液呈淺綠色，說明稀硝酸不能氧化亞鐵離子

C．不用濃硝酸與銅屑反應(yīng)來制取硝酸銅，說明濃硝酸具有揮發(fā)性

D．不用鋅與稀硝酸反應(yīng)制取氫氣，說明稀硝酸能將鋅鈍化

工業(yè)生產(chǎn)硝酸的尾氣中含有氮氧化物NOx（NO和NO2的混合物，假設(shè)不含N2O4），對(duì)生態(tài)環(huán)境和人類健康帶來較大的威脅。

（1）工業(yè)上常用Na2CO3溶液吸收法處理NOx 。

已知：NO不能與Na2CO3溶液反應(yīng)

NO + NO2 + Na2CO3 = 2NaNO2 + CO2 ①

2NO2 + Na2CO3 = NaNO2 + NaNO3 + CO2 ②

用足量的Na2CO3溶液完全吸收NOx，每產(chǎn)生5.6L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）CO2（全部逸出）時(shí)，吸收液質(zhì)量就增加10g，則NOx中的x值為 。

（2）尿素也可用于吸收處理NOx，其反應(yīng)原理為：

NO＋NO2＋H2O＝2HNO2

2HNO2＋CO(NH2)2＝2N2↑＋CO2↑＋3H2O。

當(dāng)混合氣體中NO、NO2按上述反應(yīng)中系數(shù)比時(shí)吸收效果最佳。若混合氣體中V(NO)∶V(NO2)＝3∶1時(shí)，可通入一定量的空氣，同溫同壓下，V(空氣)∶V(NO)＝ （空氣中氧氣的體積含量約為20%）。

 

Answer 1

I．（1）干燥混合氣體 （2分）

（2）氨的氧化反應(yīng)是一個(gè)放熱反應(yīng) （2分）； 4NH3十5O24NO＋6H2O。（2分）

NH4＋ （1分）， NO3－ （1分）

II． A （2分）

（1） 1.75 （2分）

（2）5:6（2分）

【解析】

試題分析；（1）濃硫酸具有干燥的作用所以(1)的答案為干燥混合氣體（2）鉑絲保持紅熱說明這個(gè)反應(yīng)時(shí)放熱反應(yīng)，氨氣溶于水形成氨水，故溶液中會(huì)存在銨根離子，一氧化氮會(huì)被氧氣氧化生成二氧化氮，二氧化氮溶于水生產(chǎn)硝酸，故溶液中會(huì)存在硝酸根離子。II．硝酸不管是稀得還是濃的他都具有強(qiáng)的氧化性，故B選項(xiàng)是錯(cuò)誤的。不用濃硝酸來制備硝酸銅主要是因?yàn)樵摲磻?yīng)會(huì)釋放出污染大氣的二氧化氮?dú)怏w，與硝酸的揮發(fā)性無關(guān)，故C選項(xiàng)是錯(cuò)誤的。而D選項(xiàng)主要是金屬與硝酸反應(yīng)不會(huì)生成氫氣。所以答案選A（1）據(jù)題意可知2NOX—CO2，而逸出出來的二氧化碳為0.25摩爾即11克，故NOX為0.5摩爾，據(jù)題意可知NOX的質(zhì)量為二氧化碳的質(zhì)量加上碳酸鈉溶液增加的質(zhì)量即21克，再根據(jù)物質(zhì)的量等于質(zhì)量處于摩爾質(zhì)量可求出X為1.75.（2）由題意可知一氧化氮與二氧化氮的比例關(guān)系為1；1時(shí)吸收效果最好由反應(yīng)方程式2NO+O2=2NO2及題意，我們可以設(shè)一氧化氮轉(zhuǎn)化成二氧化氮X摩爾，則3-X=1+X，推算得出X為1則。說明消耗氧氣0.5摩爾即空氣2.5摩爾。所以V(空氣)∶V(NO)=5；6

考點(diǎn)：考查氮的氧化物的相關(guān)知識(shí)及計(jì)算