摘要:26.HNO3是极其重要的化工原料.在工业.农业.医药.军事等领域有着广泛的应用.现代工业上制备HNO3通常采用NH3催化氧化法.原料主要是氨气和氧气.这个方法的生产过程大致可分为三个阶段:氨催化氧化生成NO,NO氧化生成NO2.NO2被水吸收生成HNO3和NO.NO反复循环使用可完全转化为HNO3,尾气的处理. 问题1:由于二氧化氮不能被水完全吸收.因此生成的气体须经过多次氧化.吸收的循环操作.使其充分转化为硝酸(如果不考虑生产过程中的其它损失). (1)从理论上分析.要使氨气完全转化为硝酸.则原料氨气和氧气的投料比至少为 , (2)如果按理论上的投料比将原料放在一个具有反应条件的密闭容器中进行.所有物质不与外界交换.则最后所得溶液的质量分数为 , (3)循环操作的次数与NO2→HNO3的转化率具有一定的数学关系.计算一定量的二氧化氮气体大约要经过 次循环操作.才能使二氧化氮的转化率达到95%. 问题2:将上述方法制备的HNO3用水稀释或蒸馏浓缩可制得不同浓度的HNO3.实验证明:不同浓度的HNO3与同一金属反应可生成不同的还原产物.例如.镁与硝酸反应实验中.测得其气体产物有H2.N2.NO.NO2.溶液中产物有Mg(NO3)2.NH4NO3和H2O. 生成这些产物的HNO3浓度范围见下表. 生成产物 H2 N2和NH4+ NO NO2 c(HNO3)mol/L c<6.6 c<10 0.1<c<10 c>0.1 各气体产物成分及含量随HNO3浓度变化曲线如右图所示. (4)将3gMg投入400mL11mol/L的HNO3中.充分反应后硝酸的浓度约为 得到的还原产物有 , (5)960 mg Mg与足量 4mol/L的HNO3完全反应.收集到224 mL气体.则生成硝酸铵的物质的量为 .试通过计算写出此过程中反应的总反应方程式. . 江苏省如皋中学高三理科实验班化学高考强化模拟卷(2)

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(14分)HNO3是极其重要的化工原料。工业上制备HNO3采用NH3催化氧化法,将中间产生的NO2在密闭容器中多次循环用水吸收制备的。(1)工业上用水吸收二氧化氮生产硝酸,生成的气体经过多次氧化、吸收的循环操作使其充分转化为硝酸(假定上述过程中无其它损失)。

① 试写出上述反应的化学方程式。                                     

② 设循环操作的次数为n,试写出NO2→HNO3转化率与循环操作的次数n之间关系的数学表达式。

③ 计算一定量的二氧化氮气体要经过多少次循环操作,才能使95%的二氧化氮转变为硝酸?

(2) 上述方法制备的HNO3为稀硝酸,将它用水稀释或蒸馏、浓缩可制得不同浓度的HNO3。实验证明:不同浓度的HNO3与同一金属反应可生成不同的还原产物。例如,镁与硝酸反应实验中,测得其气相产物有H2、N2、NO、NO2,液相产物有Mg(NO3)2,NH4NO3和H2O。生成这些产物的HNO3浓度范围为:H2c<6.6 mol/L;N2和NH4+c<10 mol/L;NO:0.1 mol/L<c<10 mol/L;NO2c>0.1 mol/L。各气相产物成分及含量随HNO3浓度变化曲线如下图所示。

④ 写出Mg与11 mol/L的HNO3反应的方程式;

                                                                   

⑤ 960 mg Mg与一定体积4 mol/L的HNO3恰好完全反应,收集到224 mL气体(S.T.P)气体,试通过计算写出反应方程式。

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