Question

NH₃催化氧化法生產(chǎn)硝酸，HNO₃是極其重要的化工原料．工業(yè)上制備HNO₃采用NH₃催化氧化法、是將中間產(chǎn)生的NO₂在密閉容器中多次循環(huán)用水吸收制備的．

用此方法制備的HNO₃為稀HNO₃，將它用水稀釋或蒸餾、濃縮可制得不同濃度的HNO₃．實(shí)驗(yàn)證明：不同濃度的HNO₃與同一金屬反應(yīng)可生成不同的還原產(chǎn)物．例如，鎂與硝酸反應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，測(cè)得其氣體產(chǎn)物有H₂、N₂，NO、NO₂，液體產(chǎn)物有Mg(NO₃)₂，NH₄NO₃和H₂O．生成這些產(chǎn)物的HNO₃濃度范圍為：

H₂：c＜6.6 mol·L^－1；N₂和NH₄⁺：c＜10 mol·L^－1；NO：0.1 mol·L^－1＜c＜10 mol·L^－1；NO₂：c＞0.1 mol·L^－1．各氣體產(chǎn)物成分及含量隨HNO₃濃度變化曲線(xiàn)如圖所示．

①寫(xiě)出Mg與11mol·L^－1的HNO₃反應(yīng)的方程式．

②960 mg Mg與0.1 L　4 mol·L^－1的HNO₃恰好完全反應(yīng)，收集到224 mL氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，試通過(guò)計(jì)算寫(xiě)出反應(yīng)方程式．

Answer 1

答案：
解析：

由圖像知當(dāng)硝酸濃度大于10 mol·L－1時(shí)，其還原產(chǎn)物為NO2，則可寫(xiě)出 　　　　　　　Mg＋4HNO3Mg(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O 　　n(Mg)＝＝0.04 moL　　n(氣體)＝＝0.01 moL 　　由圖像可知n(NO)∶n(N2)∶n(NO2)∶n(H2)＝5∶3∶1∶1，則n(NO)＝0.005 mol．n(N2)＝0.003 mol，n(NO2)＝0.001 mol，n(H2)＝0.001 mol；同時(shí)還原產(chǎn)物還有NH4+，設(shè)其物質(zhì)的量為y，由電子得失守恒關(guān)系：2×0.04＝3×0.005＋10×0.003＋1×0.001＋2×0.001＋8yy＝0.004即NH4NO3為0.004 mol；由鎂元素原子個(gè)數(shù)守恒，可知生成Mg(NO3)2　0.04 mol，最后可寫(xiě)出： 　　40Mg＋100HNO35NO↑＋H2↑＋NO2↑＋3N2↑＋4NH4NO3＋40Mg(NO3)2＋41H2O．