Question

化学肥料在农业生产中具有重要的作用，关系着农业生产是否丰收．化学肥料在农业生产中的广泛应用，为化学肥料的大规模工业生产提供了舞台．
（1）在合成氨的设备（合成塔）中，设置热交换器的目的是

 

．
（2）生产硝酸的过程中常会产生一些氮的氧化物，一般可采用下列两种方法处理．
碱液吸收法：NO+NO₂+2NaOH═2NaNO₂+H₂O  氨还原法：8NH₃+6NO₂

催化剂  .

△

7N₂+12H₂O（NO也有类似的反应）
请从绿色化学的角度分析两种方法的优劣：

 

．
（3）某化肥厂用NH₃制备NH₄NO₃．已知：由NH₃制NO的产率是96%，NO制HNO₃的产率是92%，则制HNO₃所用去的NH₃的质量占总耗用NH₃质量（不考虑其他损耗）的

 

%．
（4）硝酸铵是一种常用的氮肥，在贮存和使用该化肥时，把应注意的事项及理由填入下表（填两条应注意的事项及理由即可）．

	注意事项	理由
①
②

Answer 1

考点：工业合成氨,工业制取硝酸,化学方程式的有关计算

专题：元素及其化合物,化学应用

分析：（1）在合成氨的设备（合成塔）中，设置热交换器的目的是，把不同温度之间的气体进行热交换，可预热反应气体，可起到充分利用能源的目的；
（2）依据反应化学方程式反应物和生成物的性质和经济效益分析，绿色化学为无污染，原子利用率高的生产；
（3）根据NH₃制NO的产率是96%、NO制HNO₃的产率是92%，利用氮原子守恒来计算硝酸的量，再由HNO₃跟NH₃反应生成NH₄NO₃来计算氨气的量，最后计算制HNO₃所用去的NH₃的质量占总耗NH₃质量的百分数；
（4）硝酸铵受撞击时易分解产生气体，在有限空间内，气体急速膨胀，易爆炸．

解答： 解：（1）化氧化设备中设置热交换器，把不同温度之间的气体进行热交换，可预热反应气体，余热利用可起到充分利用能源的目的；故答案为：利用余热，节约能源；（2）碱液吸收法：NO+NO₂+2NaOH═2NaNO₂+H₂O，NH₃还原法：8NH₃+6NO₂

催化剂  .

△

7N₂+12H₂O，分析可知碱液吸收法消耗大量的氢氧化钠生成的亚硝酸盐有毒，NH₃还原法产物无污染，得到合成氨的原料气；
故答案为：碱液吸收法要消耗大量的NaOH，同时产生有毒的NaNO₂；NH₃还原法不消耗贵重原料，且产物无污染，N₂又可做合成NH₃的原料气；
（3）由NH₃制NO的产率是96%、NO制HNO₃的产率是92%，
根据氮原子守恒可知，
NH₃～NO～HNO₃，
则1mol氨气可得到硝酸1mol×96%×92%=0.8832mol，
由HNO₃+NH₃═NH₄NO₃，
则该反应消耗的氨气的物质的量为0.8832mol，
氨气的质量之比等于物质的量之比，
则制HNO₃所用去的NH₃的质量占总耗NH₃质量的百分数为

1mol

1mol+0.8832mol

×100%=53.1%；
故答案为：53.1；
（4）由于硝酸铵受撞击时易爆炸，因此硝酸铵不能与易燃物混放；不能用铁锤等物将结块的硝酸铵砸碎；不能受到严重撞击；铵盐水解显酸性不能和水解显碱性的草木灰混合使用，硝酸铵是易溶于水的物质易在土壤中流失；
①不能与碱性肥料混施 硝酸铵溶液呈碱性；②不能剧烈撞击 硝酸铵易爆炸；
故答案为：①不能与碱性肥料混施 硝酸铵溶液呈碱性；②不能剧烈撞击 硝酸铵易爆炸．

点评：本题考查了工业制备原理应用，实验制备物质的分析判断，利用物质的转化及质量守恒的方法来进行简单计算，使用硝酸铵的注意事项，明确转化中的化学反应得出物质之间的关系是解答的关键．