Question

（2010?江蘇一模）工業上用氨催化氧化法可生產硝酸，其生產過程可表示為：
4NH₃+5O₂

催化劑  .

△

4NO+6H₂O①4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃②
（1）現以1.7噸液氨為原料來生產質量分數為50%的硝酸，理論上至少需要加水的質量為

4.5

噸．（假設生產過程中反應物和生成物均無損耗）
（2）工業上用Mg（NO₃）₂替代濃H₂SO₄可作為制取濃HNO₃的脫水劑，現有50%（質量分數，下同）的硝酸M₁噸，向其中加入80%的Mg（NO₃）₂溶液M₂噸，蒸餾分離得到90%的硝酸和60%的Mg（NO₃）₂溶液（不含HNO₃）．若蒸餾過程中HNO₃、Mg（NO₃）₂、H₂O均無損耗，則蒸餾前的投料比M₁/M₂=

0.75

．
（3）硝酸工業生產中的尾氣可用純堿溶液吸收，有關的化學反應為：2NO₂+Na₂CO₃=NaNO₂+NaNO₃+CO₂③，NO+NO₂+Na₂CO₃=2NaNO₂+CO₂④．現用足量的純堿溶液來吸收硝酸工業尾氣（NO和NO₂），每產生22.4L（標準狀況下）CO₂時，吸收液質量增加44g．求硝酸工業尾氣中NO和NO₂的物質的量之比？

Answer 1

分析：（1）根據總反應方程式：4NH₃+8O₂=4HNO₃+4H₂O，即NH₃+2O₂=HNO₃+H₂O來計算；
（2）根據蒸餾過程中被蒸餾的水的質量，分別找出硝酸與硝酸鎂中轉移的水的等量關系，分別求出 M₁、M₂，進行分析解答本題；
（3）根據二氧化碳氣體體積和溶液質量增加的量列方程組解出一氧化氮和二氧化氮的體積，從而得出其體積之比．

解答：解：（1）把兩個化學方程式相加：得：4NH₃+8O₂=4HNO₃+4H₂O，再去掉一個公約數4簡化為：
      NH₃ +2O₂ =HNO₃ +H₂O
      17             63     18
      1.7t           X      Y
     X=6.3t     Y=1.8t
質量分數要為50%，則整個溶液的質量為6.3噸/50%=12.6噸，所需要加的水的質量為：12.6-6.3-1.8=4.5噸，故答案為：4.5；
（2）設被轉移的水的質量為X，
50%的硝酸含水量為50%，80%的硝酸鎂溶液含水量為20%，90%的硝酸含水量為10%，60%的硝酸鎂溶液含水量為40%．則
硝酸中水：0.5M₁-X=（M₁-X）×0.1
解得：M₁=

9

4

X
硝酸鎂中水：0.2M₂+X=（M₂+X）×0.4
解得：M₂=3X
故

M1

M2

=

9X

4×3X

=

3

4

=0.75，故答案為：0.75；
（3）設NO的物質的量是x，NO₂的物質的量是y，則
    x+

y-x

2

=

22.4

22.4

mol=1mol；
    32x+24（y-x）=44，
解得：x=

1

4

mol，y=

7

4

mol，即一氧化氮和二氧化氮的物質的量之比

1 4

7 4

=1：7，所以相同條件下，一氧化氮和二氧化氮的體積之比是1：7，故答案為：1：7．

點評：本題主要考查了化學計算，注意平時知識的積累以及靈活應用是解題的關鍵，難度中等．