Question

【題目】硝酸按是一種常用的化肥，其工業生產流程如下圖，請回答下列問題。

（1）寫出反應容器B中發生反應的化學方程式： 。

（2）吸收塔C中通入空氣的目的是 。C、D兩個反應容器中發生的反應,屬于氧化還原反應的是 （填反應容器代號）。

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

（4）3.04g銅鎂合金完全溶解于100mL密度為1.40g·mL-1、質量分數為63％的濃硝酸中得到NO2和N2O4的混合氣體2240mL（標準狀況），向反應后的溶液中加入2.00mol·L-1NaOH溶液，當金屬離子全部沉淀時，得到5.08g沉淀。則

① 加小Na0H 溶液的體積至少 mL。

② 該合金中銅與鎂的物質的量之比是 。

③ NO2和N2O4的混合氣體中，NO2的體積分數是 。

Answer 1

【答案】（1）4NH3+5O24NO+6H2O

（2）將一氧化氮氧化成二氧化氮 C

（3）4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O

（4）①640②2：1③80%

【解析】

試題分析：（1）B中氨氣發生催化氧化轉化為NO的化學方程式為4NH3+5O24NO+6H2O；

（2）在整個生產流程中，為提高原料的利用率吸收塔C中通入空氣的目的是將一氧化氮氧化成二氧化氮，C中NO轉化為NO2是氧化還原反應，而硝酸吸收氨氣生成硝酸氨是非氧化還原反應；

（3）濃硝酸見光或受熱易分解，所以應放置在陰涼處，分解的化學方程式為4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O；

（4）①該濃硝酸密度為1.40g/mL、質量分數為63%，故該濃硝酸的物質的量濃度為＝14mol/L。混合氣體的物質的量是2.24L÷22.4L/mol＝0.1mol。金屬離子全部沉淀時，得到5.08g沉淀為氫氧化銅、氫氧化鎂，故沉淀中氫氧根的質量為5.08g-3.04g＝2.04g，氫氧根的物質的量為2.04g÷17g/mol＝0.12mol，轉移的電子數也是0.12mol。設NO2和N2O4的物質的量分別是xmol和ymol，則x＋y＝0.1、x＋2y＝0.12，解得x＝0.08、y＝0.02。金屬離子全部沉淀時，反應后溶質為硝酸鈉，根據氮元素守恒可知，硝酸鈉的物質的量為0.1L×14mol/L－0.08mol－0.02mol×2＝1.28mol，根據鈉離子守恒可知n（NaOH）=n（NaNO3）＝1.28mol，故需要氫氧化鈉溶液的體積為1.28mol÷2mol/L＝0.64L＝640mL；

②根據電荷守恒可知，金屬提供的電子物質的量等于氫氧根的物質的量，即金屬提供電子為0.12mol，

令銅、鎂合金中Cu、Mg的物質的量分別為amol、bmol，則：2a+2b＝0.12、64a+24b＝3.04，解得a＝0.04，y＝0.02，故合金中銅與鎂的物質的量之比是0.04mol：0.02mol＝2：1；

③根據以上分析可知NO2和N2O4的混合氣體中，NO2的體積分數是。