Question

【題目】Ⅰ.工業(yè)上用氨催化氧化制硝酸。

（1）由氨氧化制備硝酸的第一步反應(yīng)的化學(xué)方程式：______________

（2）由于二氧化氮不能被水完全吸收，因此生成的氣體須經(jīng)過多次氧化、吸收的循環(huán)操作，使其充分轉(zhuǎn)化為硝酸（如果不考慮生產(chǎn)過程中的其它損失）．

①從理論上分析，要使氨氣完全轉(zhuǎn)化為硝酸，則原料氨氣和氧氣物質(zhì)的量的投料比至少為____．

②如果按理論上的原料比將原料放在一個(gè)具有反應(yīng)條件的密閉容器中進(jìn)行，所有物質(zhì)不與外界交換，則最后所得溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為______．

Ⅱ.某學(xué)習(xí)小組為了模擬工業(yè)上氨氧化制硝酸，用下列儀器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：

C裝置可以加熱，回答下列問題：

（3）裝置圖中虛線方框內(nèi)必要儀器的名稱和所盛試劑分別為_________

（4）A處的玻璃導(dǎo)管設(shè)置成可上下抽動的原因__________________

（5）實(shí)驗(yàn)中在D中觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是____________

（6）E的作用是___________，E中倒置漏斗可防倒吸，能防倒吸的原因是__________

Answer 1

【答案】（1）4NH3+5O2 4NO+6H2O（2）1/2 77.8%（3）干燥管、堿石灰（4）控制氨氣和氧氣的體積比（5）出現(xiàn)紅棕色（6）吸收尾氣漏斗上方空間大，可容納大量水，水進(jìn)入漏斗中，燒杯內(nèi)水面下降，與漏斗邊緣脫離，漏斗中水回流至燒杯

【解析】(1)氨在催化劑的作用下被氧氣氧化為NO，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為4NH3+5O2 4NO+6H2O；

(2)①由4NH3+5O2 4NO+6H2O、4NO+3O2+2H2O=4HNO3，可得：NH3+2O2=HNO3+H2O，則原料氨氣和氧氣物質(zhì)的量的投料比為1︰2；

②由4NH3+5O2 4NO+6H2O、4NO+3O2+2H2O=4HNO3，可得：NH3+2O2=HNO3+H2O，則按理論上的原料比將原料放在一個(gè)具有反應(yīng)條件的密閉容器中進(jìn)行，所有物質(zhì)不與外界交換，則生成1molHNO3時(shí)，水是也是1mol，則硝酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：×100%=77.8%；

Ⅱ.(3)裝置A中所制NH3混有水汽，需要干燥，則虛線方框內(nèi)為裝有堿石灰的干燥管。

(4)通過A處玻璃導(dǎo)管上下抽動達(dá)到控制氨氣和氧氣的體積比的效果；

(5)氨催化氧化生成的NO遇空氣中的O2，立即生成紅棕色的NO2，在D中觀察到混合氣體變?yōu)榧t棕色；

(6)E中NaOH溶液可吸收氮氧化物的尾氣，防止污染空氣，E中倒置漏斗可防倒吸，能防倒吸的原因是漏斗上方空間大，可容納大量水，水進(jìn)入漏斗中，燒杯內(nèi)水面下降，與漏斗邊緣脫離，漏斗中水回流至燒杯。