Question

工業上利用氨催化氧化法可制取硝酸，加入脫水劑后制得較高濃度的硝酸．以17噸氨作為原料，假設NH₃全部轉化為HNO₃．
（1）寫出NH₃完全轉化為HNO₃的總化學反應方程式

NH₃+2O₂=HNO₃+H₂O

（2）生產過程中需加水吸收，如果與加入脫水劑后脫去水的量相等，則所得硝酸溶液的質量分數為多少？
（3）如果生產中同時制得50%的硝酸m₁噸和90%的硝酸m₂噸（脫去的水可循環使用，制得較低濃度的稀硝酸），若共加入27噸水，請問m₁與m₂的質量之比為多少？（要有簡單的計算過程）

Answer 1

分析：（1）氨催化氧化法制硝酸的步驟：氨氣催化氧化為一氧化氮、一氧化氮和氧氣反應生成二氧化氮、二氧化氮和水反應生成硝酸；
（2）根據化學方程的含義進行計算；
（3）根據反應原理結合題干已知數據進行計算．

解答：解：（1）氨催化氧化法制硝酸的步驟：氨氣催化氧化為一氧化氮、一氧化氮和氧氣反應生成二氧化氮、二氧化氮和水反應生成硝酸，將以上步驟合并得到：NH₃+2O₂=HNO₃+H₂O，
故答案為：NH₃+2O₂=HNO₃+H₂O；
（2）根據化學方程式：NH₃+2O₂=HNO₃+H₂O，生產過程中需加水的量與加入脫水劑后脫去水的量相等，則硝酸的質量分數=

硝酸質量

硝酸質量+水的質量

×100%=

63t

63t+18t

×100%=77.8%．
答：所得硝酸溶液的質量分數為77.8%；
（3）根據化學方程式：NH₃+2O₂=HNO₃+H₂O，同時制得50%的硝酸m₁噸和90%的硝酸m₂噸時，則
 硝酸質量關系：0.5m₁+0.9m₂=63   
水的質量關系：0.5m₁+（1-0.9）m₂=27+18
解得：m₁=85.5噸、m₂=22.5噸，
所以

m1

m2

=

19

5

，
答：m₁與m₂的質量之比為19：5．

點評：本題是一道化學知識和工業知識相結合的題目，是一道綜合知識的考查，難度較大．