Question

【題目】硝酸銨是一種常用的化肥，其工業(yè)生產(chǎn)流程如圖，請(qǐng)回答下列問題。

（1）寫出反應(yīng)容器B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：____。

（2）吸收塔C中通入空氣的目的是___；C、D兩個(gè)反應(yīng)容器中發(fā)生的反應(yīng)，屬于氧化還原反應(yīng)的是___(填反應(yīng)容器代號(hào))。

（3）濃硝酸一般保存在棕色試劑瓶里，并放置在陰涼處，用化學(xué)方程式解釋原因：___。

（4）碳與濃硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式是_____。

（5）將128g銅置于一定量的濃硝酸中并微熱。當(dāng)銅片完全消失時(shí)，共收集到NO2和NO的混合氣體44.8L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。

①寫出上述過程中，有關(guān)反應(yīng)的離子方程式：____、____。

②完成該反應(yīng)至少需要量取10mol·L－1的濃硝酸_____mL。

③混合氣體中NO2的體積為____L，NO的體積為____L(均為標(biāo)準(zhǔn)狀況下)。

④將收集上述氣體的容器倒扣在盛有水的水槽中，并向其中緩慢通入O2使其充分反應(yīng)，若要使溶液恰好充滿容器，則理論上需要參加反應(yīng)的O2的物質(zhì)的量為____mol。

Answer 1

【答案】4NH3＋5O24NO＋6H2O 將一氧化氮氧化成二氧化氮 C 4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O C＋4HNO3(濃)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O Cu＋4H＋＋2NO3-=Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O 3Cu＋8H＋＋2NO3-=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O 600 22.4 22.4 1

【解析】

（1）反應(yīng)容器B中氨氣發(fā)生催化氧化反應(yīng)；

（2）吸收塔中NO被氧氣氧化為NO2，進(jìn)而與水反應(yīng)生成硝酸；有元素化合價(jià)變化的反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)；

（3）濃硝酸見光易分解；

（4）碳與濃硝酸反應(yīng)生成二氧化碳、二氧化氮、水；

（5）①銅與濃硝酸反應(yīng)生成硝酸銅、二氧化氮、水；銅與稀硝酸反應(yīng)生成硝酸銅、一氧化氮、水；

②根據(jù)氮元素守恒計(jì)算硝酸的體積；

③根據(jù)得失電子守恒計(jì)算NO2、NO的體積；

④反應(yīng)最后又生成HNO3，縱觀整個(gè)過程可知，銅提供的電子等于氧氣獲得的電子，據(jù)此計(jì)算需要氧氣的物質(zhì)的量。

（1）反應(yīng)容器B中氨氣發(fā)生催化氧化反應(yīng)生成NO和H2O，反應(yīng)方程式是4NH3＋5O24NO＋6H2O；

（2）吸收塔中NO被氧氣氧化為NO2，進(jìn)而生成硝酸，所以吸收塔C中通入空氣的目的是將一氧化氮氧化成二氧化氮；有元素化合價(jià)變化的反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)，C中發(fā)生反應(yīng)4NO+3O2+2H2O=4HNO3，N、O元素化合價(jià)變化，屬于氧化還原反應(yīng)；D中發(fā)生反應(yīng)NH3+ HNO3=NH4NO3，元素化合價(jià)不變，屬于非氧化還原反應(yīng)；

（3）濃硝酸見光發(fā)生分解反應(yīng)4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O，所以濃硝酸一般保存在棕色試劑瓶里，并放置在陰涼處；

（4）碳與濃硝酸反應(yīng)生成二氧化碳、二氧化氮、水，反應(yīng)方程式是C＋4HNO3(濃)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O；

（5）①銅與濃硝酸反應(yīng)生成硝酸銅、二氧化氮、水，反應(yīng)的離子方程式是Cu＋4H＋＋2NO3-=Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O；銅與稀硝酸反應(yīng)生成硝酸銅、一氧化氮、水，反應(yīng)的離子方程式是3Cu＋8H＋＋2NO3-=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O；

②128g銅的物質(zhì)的量是 ，根據(jù)Cu(NO3)2~~~Cu2+~~~~~2NO3-，表現(xiàn)酸性的硝酸4mol，共收集到NO2和NO的混合氣體44.8L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，表現(xiàn)氧化性的硝酸 ，所以參加反應(yīng)的硝酸共6mol，則硝酸的體積是=600 mL；

③設(shè)NO2的體積是xL，則NO的體積是44.8L－xL，根據(jù)得失電子守恒n(NO2)×1+n(NO) ×3=n(Cu) ×2； ，x=22.4L，所以混合氣體中NO2的體積為22.4L，NO的體積為22.4L(均為標(biāo)準(zhǔn)狀況下)；

④根據(jù)銅提供的電子等于氧氣獲得的電子建立關(guān)系式2Cu~~O2，2mol銅失電子數(shù)等于1mol O2得電子數(shù)，所以需要氧氣的體積是1mol。