Question

工业上采用氨的催化氧化制备硝酸，起反应如下：

  

设空气中氧气的体积分数为0.20，氮气的体积分数为0.80

（1）为使NH₃恰好完全氧化为NO，氨-空气混合物中氨的体积分数为      （用小数表示，保留2位小数）      

（2）1mol NH₃完全转化HNO₃，若在此过程中不补充水，则所得HNO₃溶液的质量分数为         （用小数表示，保留2位小数）

（3）已知NH₃完全转化NO的转化率为95%，由NO转化HNO₃的转化率为92%.请计算用17吨NH₃可制取质量分数为0.63的硝酸溶液为    吨

（4）硝酸工业生产中的尾气可用纯碱溶液吸收，有关的化学反应为：

     ①

        ②

若每生产1mol CO₂，吸收溶液质量就增加40g。计算吸收液中NaNO₂和NaNO₃物质的量之比为     。

Answer

（1）0.14；

（2） 0.78；

（3）87.4；

（4）3：1

【解析】

试题分析：（1）氨气恰好完全氧化为一氧化氮，发生反应4NH3+5O2→4NO+6H2O，氨气和氧气物质的量之比为4：5，即氨气和空气物质的量之比为4：（5÷0.2）=4：25，所以氨气所占体积分数即物质的量分数为=0.14，故答案为：0.14；

（2）由方程式可得反应总方程式：NH3+2O2=HNO3+H2O，为使1mol氨气恰好完全转化化为硝酸，所得硝酸溶液中HNO3与H2O的物质的量之比为1：1，故所得硝酸溶液质量分数=×100%=77.8%，故答案为：77.8%；

（3）设用17吨NH3可制取质量分数为0.63的硝酸溶液质量是xmol，则：

NH3～～～～～～HNO3，

17 63

17t×95%×92% 0.63x

解得x=87.4t，

答：用17吨NH3可制取质量分数为0.63的硝酸溶液87.4吨；

（4）反应2NO2+Na2CO3=NaNO2+NaNO3+CO2↑，产生22.4L（标准状况下）CO2时，溶液质量增重△m=48g，反应NO+NO2+Na2CO3=2NaNO2+CO2↑，产生22.4L（标准状况下）CO2时，溶液质量增重△m=32g，实际溶液质量增重40g，上述两个反应都发生，设由NO2与纯碱反应产生的CO2为amol，由NO和NO2与纯碱反应产生的CO2为bmol，则：a+b=1，48a+32b=40，解得a=b=0.5，所以n（NaNO2）：n（NaNO3）=（a+2b）：a=1.5：0.5=3：1，答：吸收液中NaNO2和NaNO3物质的量之比是3：1.

考点：考查了氧化还原反应以及混合物计算的相关知识。