Question

13．某厂每天产生800m³含氮的废水（NH₃的含量为168mg?L^-1）．该厂处理废水的方法是：将废水加热得到NH₃，使废水中NH₃的含量降为15mg?L^-1（假设废水处理前后体积不变）．再对加热蒸发得到的NH₃进一步处理制取硝酸．
（1）制取硝酸过程中主要发生反应如下：①4NH₃+5O₂$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{△}$4NO+6H₂O，②4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃．反应①是氨气在一定条件下被氧气氧化，请在横线上写出该反应的化学方程式．
（2）该厂每天通过加热蒸发可得到NH₃的物质的量是7200．
（3）若在反应①中N元素损失10%，则该厂每天可生产硝酸多少吨？（写出计算过程，结果保留2位小数）

Answer 1

分析 （1）制取硝酸过程中主要发生反应有：①氨气的催化氧化，反应方程式为：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{△}$4NO+6H₂O；  ②一氧化氮与氧气、水生成硝酸，反应方程式为：4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃；
（2）计算氨气的浓度变化，进而计算生成氨气的质量，再根据n=$\frac{m}{M}$计算得到氨气的物质的量；
（3）由氮元素守恒可得关系式NH₃～HNO₃，据此计算．

解答 解：（1）制取硝酸过程中主要发生反应有：①氨气的催化氧化，反应方程式为：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{△}$4NO+6H₂O，故答案为：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{△}$4NO+6H₂O；
（2）氨气的浓度变化为168mg/L-15mg/L=153mg/L=0.153g/L，
m（NH₃）=0.1536g/L×800m³×10³L/m³=122400g，
n（NH₃）=$\frac{122400g}{17g/mol}$=7200mol，
故答案为：7200mol；
（3）令生成硝酸的质量为x t，则：
      NH₃～～～～～HNO₃，
      17           63
1.224t×90%       x t
所以，$\frac{17}{63}=\frac{1.224t×90%}{xt}$，解得x=0.41，
答：该厂每天可生产硝酸0.41t．

点评 本题考查溶液浓度计算、根据方程式计算的计算，难度中等，（3）注意利用关系式计算，简化计算过程．