Question

某課外小組模擬工業(yè)流程設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)裝置制備硝酸（所有橡膠制品均已被保護(hù)）．
（1）分別寫出工業(yè)上用氨氣制取NO及實(shí)驗(yàn)室用濃硝酸制取NO₂的化學(xué)方程式：

 

（2）連接好該裝置后，首先進(jìn)行的操作是：

 

（3）通入a氣體的目的是：

 

（4）盛有Na₂CO₃溶液的燒杯為尾氣處理裝置，該裝置中反應(yīng)的化學(xué)方程式是：

 

NO₂+

 

Na₂CO₃+

 

H₂O═NaNO₂+

 

+

 

；
已知：NO₂可被NaOH溶液完全吸收，而NO不能被吸收，但當(dāng)NO₂與NO按一定的比例混合時(shí)，可被NaOH溶液完全吸收，則此時(shí)NO₂與NO的物質(zhì)的量比例關(guān)系是：

 

（5）用N₂O₄代替NO₂與水和a氣體反應(yīng)可生成硝酸，此反應(yīng)的化學(xué)方程式是：

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)裝置綜合,硝酸的化學(xué)性質(zhì)

專題：實(shí)驗(yàn)題,元素及其化合物

分析：（1）工業(yè)上用氨氣的催化氧化制取NO，銅與濃硝酸反應(yīng)生成硝酸銅和二氧化氮與水；
（2）連接好裝置后先要檢驗(yàn)裝置的氣密性；
（3）通入氧氣可以提高二氧化氮的轉(zhuǎn)化率；
（4）根據(jù)元素守恒和得失電子守恒分析；
（5）N₂O₄為NO₂偶合反應(yīng)得到的，故與NO₂具有相似的性質(zhì)，依據(jù)NO₂與水和氧氣的反應(yīng)書(shū)寫即可．

解答： 解：（1）工業(yè)上用氨氣的催化氧化制取NO，反應(yīng)方程式為：4NH₃+5O₂

催化劑 .

△

4NO+6H₂O，銅與濃硝酸反應(yīng)生成硝酸銅、二氧化氮和水，反應(yīng)方程式為：Cu+4HNO₃=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O，
故答案為：4NH₃+5O₂

催化劑 .

△

4NO+6H₂O，Cu+4HNO₃=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O；
（2）連接好裝置后先要檢驗(yàn)裝置的氣密性，當(dāng)裝置氣密性良好才能進(jìn)一步進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，
故答案為：檢驗(yàn)裝置的氣密性；
（3）二氧化氮通入水中會(huì)生成硝酸和一氧化氮，再通氧氣可以使一氧化氮轉(zhuǎn)化為二氧化氮從而提高了NO₂的轉(zhuǎn)化率，
故答案為：提高NO₂的轉(zhuǎn)化率；
（4）根據(jù)元素守恒和得失電子守恒分析，2NO₂和水反應(yīng)生成硝酸，硝酸與碳酸鈉反應(yīng)生成硝酸鈉和二氧化碳，
其反應(yīng)方程為：2NO₂+2Na₂CO₃+H₂O=NaNO₂+NaNO₃+2NaHCO₃，NO₂與NO按一定的比例混合時(shí)，可被NaOH溶液完全吸收，化學(xué)反應(yīng)方程式為：NO₂+NO+NaOH=NaNO₂+H₂O，由于NO不溶，故NO₂應(yīng)至少等于NO，
故答案為：2、2、1、NaNO₃、2NaHCO₃；

c(NO2)

c(NO)

≥1； 
（5）N₂O₄類似NO₂，NO₂與水和氧氣反應(yīng)生成硝酸，故N₂O₄可以發(fā)生反應(yīng)：2N₂O₄+O₂+2H₂O=4HNO₃，故答案為：2N₂O₄+O₂+2H₂O=4HNO₃．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了硝酸的制備，側(cè)重于氨的催化氧化、基本實(shí)驗(yàn)操作、化學(xué)方程式的書(shū)寫的考查，題目難度一般．