题目内容
【题目】硝酸铵是一种常用的化肥，其工业生产流程如图，请回答下列问题。
（1）写出反应容器B中发生反应的化学方程式：____。
（2）吸收塔C中通入空气的目的是___；C、D两个反应容器中发生的反应，属于氧化还原反应的是___(填反应容器代号)。
（3）浓硝酸一般保存在棕色试剂瓶里，并放置在阴凉处，用化学方程式解释原因：___。
（4）碳与浓硝酸反应的化学方程式是_____。
（5）将128g铜置于一定量的浓硝酸中并微热。当铜片完全消失时，共收集到NO2和NO的混合气体44.8L(标准状况)。
①写出上述过程中，有关反应的离子方程式：____、____。
②完成该反应至少需要量取10mol·L－1的浓硝酸_____mL。
③混合气体中NO2的体积为____L，NO的体积为____L(均为标准状况下)。
④将收集上述气体的容器倒扣在盛有水的水槽中，并向其中缓慢通入O2使其充分反应，若要使溶液恰好充满容器，则理论上需要参加反应的O2的物质的量为____mol。
【答案】4NH3＋5O2
4NO＋6H2O 将一氧化氮氧化成二氧化氮 C 4HNO3
4NO2↑＋O2↑＋2H2O C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O Cu＋4H＋＋2NO3-=Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O 3Cu＋8H＋＋2NO3-=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O 600 22.4 22.4 1
【解析】
（1）反应容器B中氨气发生催化氧化反应；
（2）吸收塔中NO被氧气氧化为NO2，进而与水反应生成硝酸；有元素化合价变化的反应是氧化还原反应；
（3）浓硝酸见光易分解；
（4）碳与浓硝酸反应生成二氧化碳、二氧化氮、水；
（5）①铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮、水；铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮、水；
②根据氮元素守恒计算硝酸的体积；
③根据得失电子守恒计算NO2、NO的体积；
④反应最后又生成HNO3，纵观整个过程可知，铜提供的电子等于氧气获得的电子，据此计算需要氧气的物质的量。
（1）反应容器B中氨气发生催化氧化反应生成NO和H2O，反应方程式是4NH3＋5O2
4NO＋6H2O；
（2）吸收塔中NO被氧气氧化为NO2，进而生成硝酸，所以吸收塔C中通入空气的目的是将一氧化氮氧化成二氧化氮；有元素化合价变化的反应是氧化还原反应，C中发生反应4NO+3O2+2H2O=4HNO3，N、O元素化合价变化，属于氧化还原反应；D中发生反应NH3+ HNO3=NH4NO3，元素化合价不变，属于非氧化还原反应；
（3）浓硝酸见光发生分解反应4HNO3
4NO2↑＋O2↑＋2H2O，所以浓硝酸一般保存在棕色试剂瓶里，并放置在阴凉处；
（4）碳与浓硝酸反应生成二氧化碳、二氧化氮、水，反应方程式是C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O；
（5）①铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮、水，反应的离子方程式是Cu＋4H＋＋2NO3-=Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O；铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮、水，反应的离子方程式是3Cu＋8H＋＋2NO3-=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O；
②128g铜的物质的量是
，根据Cu(NO3)2~~~Cu2+~~~~~2NO3-，表现酸性的硝酸4mol，共收集到NO2和NO的混合气体44.8L(标准状况)，表现氧化性的硝酸
，所以参加反应的硝酸共6mol，则硝酸的体积是
=600 mL；
③设NO2的体积是xL，则NO的体积是44.8L－xL，根据得失电子守恒n(NO2)×1+n(NO) ×3=n(Cu) ×2；
，x=22.4L，所以混合气体中NO2的体积为22.4L，NO的体积为22.4L(均为标准状况下)；
④根据铜提供的电子等于氧气获得的电子建立关系式2Cu~~O2，2mol铜失电子数等于1mol O2得电子数，所以需要氧气的体积是1mol。
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