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HNO3是极其重要的化工原料。工业上制备HNO3采用NH3催化氧化法,将中间产生...

HNO3是极其重要的化工原料。工业上制备HNO3采用NH3催化氧化法,将中间产生的NO2在密闭容器中多次循环用水吸收制备的。据此完成下列试题:

1)假如氨制NO的产率是96%NO制硝酸的产率是92%,氨被硝酸的吸收率为100%,则制备80 NH4NO3所需氨的体积(标准状况)为            m3(四舍五入保留整数部分)。

2)工业上用水吸收二氧化氮生产硝酸,生成的气体经过多次氧化、吸收的循环操作使其充分转化为硝酸(假定上述过程中无其它损失)。

①设循环操作的次数为nNO2→HNO3转化率与循环操作的次数n之间关系的数学表达式为        

②一定量的二氧化氮气体要经过      次循环操作,才能使95%的二氧化氮转变为硝酸。

3)上述方法制备的HNO3为稀HNO3,将它用水稀释或蒸馏、浓缩可制得不同浓度的HNO3。实验证明:不同浓度的HNO3与同一金属反应可生成不同的还原产物。例如,镁与硝酸反应实验中,测得其气相产物有H2N2NONO2,液相产物有Mg(NO3)2NH4NO3H2O。生成这些产物的HNO3浓度范围为:c(H2)6.6mol/Lc(N2)10mol/Lc(NH4+)10mol/L0.1mol/Lc(NO)10mol/Lc(NO2)0.1mol/L。各气相产物成分及含量随HNO3浓度变化曲线如右图所示。满分5 manfen5.com

①写出Mg11mol/LHNO3反应的化学方程式                                

960gMg1000L4mol/LHNO3恰好完全反应,常温常压下收集到244L气体,试通过计算写出反应方程式                                                        

 

(1)47762(2)① []×100% ②3 (3)① Mg+4HNO3=Mg(NO3)2+2NO2↑+2H2O ② 40Mg+100HNO3=5NO↑+H2↑+NO2↑+3N2↑+4NH4NO3+41H2O 【解析】 试题分析:(1)整个过程中氨气有2部分作用,一是制备硝酸,由N元素守恒可得关系式NH3~HNO3,二是与硝酸反应得到NH4NO3,由方程式可知实际利用的氨气与硝酸物质的量相等,二者质量之比为17:63,生产80吨的硝酸铵时,参加反应氨气为80吨×17/80=17吨,需要硝酸为80吨-17吨=63吨,设制备 63t HNO3 需要NH3的质量为m,则: NH3~~~~~~~~~~~~~~~HNO3 17 63 m×96%×92% 63t 所以17:63=m×96%×92%:63 t 解得m=17÷(0.96×0.92)t, 所以V(NH3)=; (2)①设起始时NO2物质的量为1 mol,经过n次循环后生成HNO3的物质的量为:Sn=,经等比数列求和可得Sn=1-(1/3)n,则NO2生成HNO3转化率为:,即a= 。 ②n=1时,转化率为66.7%,n=2时,转化率为1-1/9=88.9%<96%,n=3时,转化率为1-1/27=96.3%>96%,故经过3次循环操作,才能使95%的二氧化氮转变为硝酸; (3)①根据图象可知当硝酸浓度大于10.0mol/L时,气体产物只有NO2,Mg+HNO3→Mg(NO3)2+NO2↑+H2O,反应中HNO3→NO2,N元素从+5价降到+4价得到1个电子,Mg→Mg(NO3)2,Mg元素从0价升到+2价失去2个电子,所以Mg的计量数为1,NO2的计量数为2,再根据原子守恒配平:Mg+4HNO3=Mg(NO3)2+2NO2↑+2H2O; ②960gMg与1000L 4mol/L的HNO3充分反应,Mg的物质的量为40mol,HNO3的物质的量为4000mol,反应中硝酸过量,由图象可知:n(NO):n(N2):n(NO2):n(H2)=5:3:1:1,同时还原产物还有NH4+,40 molMg失去电子为80 mol,反应生成气体n=224L÷22.4L/mol=10mol,其中n(NO)=10mol×5/10=5mol,n(N2)=3mol,n(NO2)=1mol,n(H2)=1mol,则气体得到电子数为5mol×3+3mol×5×2+1mol×1+1mol×2=48mol,则生成NH4+时N元素得到的电子为80mol-48mol=32,所以生成NH4+的量为32×1/8=4mol,所以n(NO):n(N2):n(NO2):n(H2):n(NH4+):n(Mg)=5:3:1:1:4:40,故反应方程为40Mg+100HNO3=5NO↑+H2↑+NO2↑+3N2↑+4NH4NO3+41H2O。 考点:考查化学计算  
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3)步骤中取样分析的目的是(   

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4)写出向溶液中加入NaClO3时,发生反应的离子方程式为                                 

5)该化工厂的化验室为测定产品PAFCA1Fe的含量,进行下列试剂的选择和基本操作:

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6)为检验所得产品中是否含有FeCl2,可进行如下实验:取E中收集的产物少许,加水溶解,向所得溶液中加入一种试剂,该试剂为________(填序号)

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下图中AJ分别代表一种物质,已知A受热分解时能得到等物质的量的BCD三种物质。图中有部分反应的生成物没有全部列出。

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请填写下列空白:

1A的化学式为             F的化学式为            

2)写出反应②的化学方程式                                      

3)写出反应③的离子方程式                                      

4)写出JF反应的化学方程式                                      

5)在反应④中,若生成标准状况下的2.24LG时,转移的电子为         mol

 

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将一定量的镁、铝合金溶于100 mL 2 mol/LH2SO4溶液中,然后再滴加1 mol/L NaOH溶液,沉淀质量m随加入NaOH溶液的体积V变化如右图所示。下列说法中错误的是(     )

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B0V1280mL

C加入NaOH溶液的过程中,产生沉淀的最大量可能为0.18mol

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