摘要:31.在化工生产中.硝酸的制备通常采用催化氧化法.原料主要是氨气和氧气. 问题1:由于二氧化碳不能被水完全吸收.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.则原料氨气和氧气物质的量的投料比至少为 . (2)如果按理论上的原料将原料放在一个具有反应条件下的密闭容器中进行.所有物质不与外界交换.则最后所得溶液的质量分数为 . (3)循环操作的次数与二氧化氮在生成硝酸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约为96%. 问题2:将上述方法制得的硝酸.可以稀释成浓缩得各种不同浓度的硝酸.大量实验证明.同一金属与不同浓度的硝酸反应可生成不同的还原产物.某研究小组实验研究了镁与不同浓度硝酸反应.测得气体产物主要有H2.N2.NO.NO2.溶液中的产物主要有Mg(NO3)2.NH4NO3.H2O. (4)现有0.96Mg与足量浓度为4mol/l的HNO3完全反应.收集到224ml气体.各气体产物成分和所有硝酸浓度曲线如下图所示.通过计算确定还原产物的组成及各成分的物质的量之比是多少?
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(08上海12校第二次联考)在化工生产中,硝酸的制备通常采用催化氧化法,原料主要是氨气和氧气。
问题1:由于二氧化碳不能被水完全吸收,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,则原料氨气和氧气物质的量的投料比至少为 。
(2)如果按理论上的原料将原料放在一个具有反应条件下的密闭容器中进行,所有物质不与外界交换,则最后所得溶液的质量分数为 。
(3)循环操作的次数与二氧化氮在生成硝酸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约为96%。
问题2:将上述方法制得的硝酸,可以稀释成浓缩得各种不同浓度的硝酸。大量实验证明,同一金属与不同浓度的硝酸反应可生成不同的还原产物。某研究小组实验研究了镁与不同浓度硝酸反应,测得气体产物主要有H2、N2、NO、NO2,溶液中的产物主要有Mg(NO3)2、NH4NO3、H2O。
(4)现有0.96Mg与足量浓度为4mol/l的HNO3完全
反应,收集到224ml(S.T.P)气体,各气体产物
成分和所有硝酸浓度曲线如右图所示。通过计
算确定还原产物的组成及各成分的物质的量之
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比是多少?
查看习题详情和答案>>(I)关于化工生产的下列叙述中,正确的是______.
A.生产普通玻璃的原料是石灰石、石英、纯碱,在玻璃熔炉中发生复杂的物理化学变化
B.工业上合成氨没有采用更大的压强是从设备和动力要求方面考虑的
C.加热法只适用于软化暂时硬度的硬水
D.工业上采用电解熔融氯化铝生产金属铝
E.用高纯度焦炭与石英砂反应可制得纯度达到9个9的单晶硅材料
(II)工业上制取硝酸铵的流程图如图甲,请回答下列问题:

(1)1909年化学家哈伯在实验室首次合成了氨.2007年化学家格哈德?埃特尔在哈伯研究所证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的反应过程,示意如图乙:
分别表示N2、H2、NH3.图⑤表示生成的NH3离开催化剂表面,图②和图③的含义分别是______、______.
(2)在合成氨的设备(合成塔)中,设置热交换器的目的是______;在合成硝酸的吸收塔中通入空气的目的是______.
(3)生产硝酸的过程中常会产生一些氮的氧化物,可用如下两种方法处理:
碱液吸收法:NO+NO2+2NaOH═2NaNO2+H2O
NH3还原法:8NH3+6NO2
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:
(4)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NH3质量(不考虑其它损耗)的______%.
(5)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.
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A.生产普通玻璃的原料是石灰石、石英、纯碱,在玻璃熔炉中发生复杂的物理化学变化
B.工业上合成氨没有采用更大的压强是从设备和动力要求方面考虑的
C.加热法只适用于软化暂时硬度的硬水
D.工业上采用电解熔融氯化铝生产金属铝
E.用高纯度焦炭与石英砂反应可制得纯度达到9个9的单晶硅材料
(II)工业上制取硝酸铵的流程图如图甲,请回答下列问题:
(1)1909年化学家哈伯在实验室首次合成了氨.2007年化学家格哈德?埃特尔在哈伯研究所证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的反应过程,示意如图乙:
(2)在合成氨的设备(合成塔)中,设置热交换器的目的是______;在合成硝酸的吸收塔中通入空气的目的是______.
(3)生产硝酸的过程中常会产生一些氮的氧化物,可用如下两种方法处理:
碱液吸收法:NO+NO2+2NaOH═2NaNO2+H2O
NH3还原法:8NH3+6NO2
| ||
| △ |
请从绿色化学的角度分析两种方法的优劣:
(4)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NH3质量(不考虑其它损耗)的______%.
(5)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.
| 注意事项 | 理由 | |
| ① | ||
| ② |
方法甲:取2药匙细小的硫酸铜晶体置于
研钵
研钵
中研碎后放入坩埚,将坩埚放在泥三角
泥三角
上用小火慢慢加热并用玻璃棒不停搅拌,最后将坩埚移入干燥器
干燥器
中进行冷却(请选用合适仪器或设备填空:表面皿、研钵、烧杯、通风橱、试管夹、干燥器、泥三角).方法乙:取2药匙研碎的硫酸铜晶体于小烧杯中,加入20ml浓硫酸(质量分数不低于98%),并用玻璃棒搅拌,静置5min后倾去浓硫酸,用无水乙醇洗涤数次,倒在滤纸上晾干.
交流与讨论:
(1)方法甲中,加热温度稍高时会出现变黑现象,原因是
CuSO4?5H2O
CuO+SO3+5H2O或CuSO4?5H2O
CuO+H2SO4+4H2O
| ||
| ||
CuSO4?5H2O
CuO+SO3+5H2O或CuSO4?5H2O
CuO+H2SO4+4H2O
(用化学方程式表示);
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(2)方法乙中,浓硫酸的作用是
吸水剂
吸水剂
,为了不浪费药品,对无水乙醇洗涤液进行再生的方法是加CaO后蒸馏
加CaO后蒸馏
,所用的主要玻璃仪器有蒸馏烧瓶、温度计、承接管(牛角管)、锥形瓶酒精灯、冷凝管
酒精灯、冷凝管
等;(3)用制得的无水硫酸铜检验某双氧水中是否含水时,除了发现固体变蓝外,还发现该双氧水中有气泡产生,对此你有何猜想
铜离子(或硫酸铜)对双氧水分解有催化作用
铜离子(或硫酸铜)对双氧水分解有催化作用
;(4)目前工业上正积极探索用浓HNO3作氧化剂,用Cu与浓H2SO4、浓HNO3反应,采取间歇加热、逐渐加入浓HNO3的方法来制备CuSO4?5H2O 的新工艺.模拟制备装置如图所示.
问题一如图装置中,分液漏斗内装的液体是
浓硝酸
浓硝酸
;反应结束时,获取CuSO4?5H2O的操作过程是先先撤去导管
先撤去导管
,后停止加热
停止加热
;趁热将三颈瓶中的液体倒入烧杯中冷却,析出晶体CuSO4?5H2O,过滤、晾干;问题二工业上用石灰乳吸收尾气,除了防止环境污染外,还能得到了有经济实用价值的副产品----亚硝酸钙.尾气吸收生成亚硝酸钙的化学方程式是:
NO2+NO+Ca(OH)2=Ca(NO2)2+H2O 或4NO2+2Ca(OH)2=Ca(NO3)2+Ca(NO2)2+2H2O
NO2+NO+Ca(OH)2=Ca(NO2)2+H2O 或4NO2+2Ca(OH)2=Ca(NO3)2+Ca(NO2)2+2H2O
;问题三将石灰乳稀释,可得到澄清石灰水. 澄清石灰水与CO2相遇能够产生白色沉淀.某同学想用如图所示装置以大理石和稀盐酸反应制取CO2.教师指出制取等量的气体,该装置需要太多的盐酸,造成浪费.该同学对该装置某部位加了一个小试管,解决了这个问题.请你把改进画在图中合适的位置.
在中学化学实验中,通常用无水硫酸铜来检验少量水的存在.由于无水硫酸铜吸湿性很强,需要现制现用.
方法甲:取2药匙细小的硫酸铜晶体置于 中研碎后放入坩埚,将坩埚放在 上用小火慢慢加热并用玻璃棒不停搅拌,最后将坩埚移入 中进行冷却(请选用合适仪器填空:表面皿、研钵、烧杯、通风橱、试管夹、干燥器、泥三角).
方法乙:取2药匙研碎的硫酸铜晶体于小烧杯中,加入20mL浓硫酸(质量分数不低于98%),并用玻璃棒搅拌,静置5min后倾去浓硫酸,用无水乙醇洗涤数次,倒在滤纸上晾干.
[交流与讨论]
(1)方法甲中,加热温度稍高时会出现变黑现象,原因是 (用化学方程式表示).
(2)方法乙中,浓硫酸的作用是 ;为了不浪费药品,对无水乙醇洗涤液进行再生的方法是 ,所用的主要玻璃仪器有烧瓶、接液管、锥形瓶 等.
(3)用制得的无水硫酸铜检验某双氧水中是否含水时,除了发现固体变蓝外,还发现该双氧水中有气泡产生,对此你有何猜想 .
(4)目前工业上正积极探索用浓HNO3作氧化剂,用Cu与浓H2SO4、浓HNO3反应,采取间歇加热、逐渐加入浓HNO3的方法来制备CuSO4?5H2O的新工艺.模拟制备装置如右图所示.
[问题一]如图装置中,分液漏斗内装的液体是 ,反应结束时,获取CuSO4?5H2O的操作过程是先 ,趁热将三颈瓶中的液体倒入烧杯中冷却,析出晶体CuSO4?5H2O,过滤、晾干.
[问题二]工业上用石灰乳吸收尾气,除了防止环境污染外,还能得到了有经济实用价值的副产品--亚硝酸钙.尾气吸收生成亚硝酸钙的化学方程式是 .
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方法甲:取2药匙细小的硫酸铜晶体置于
方法乙:取2药匙研碎的硫酸铜晶体于小烧杯中,加入20mL浓硫酸(质量分数不低于98%),并用玻璃棒搅拌,静置5min后倾去浓硫酸,用无水乙醇洗涤数次,倒在滤纸上晾干.
[交流与讨论]
(1)方法甲中,加热温度稍高时会出现变黑现象,原因是
(2)方法乙中,浓硫酸的作用是
(3)用制得的无水硫酸铜检验某双氧水中是否含水时,除了发现固体变蓝外,还发现该双氧水中有气泡产生,对此你有何猜想
(4)目前工业上正积极探索用浓HNO3作氧化剂,用Cu与浓H2SO4、浓HNO3反应,采取间歇加热、逐渐加入浓HNO3的方法来制备CuSO4?5H2O的新工艺.模拟制备装置如右图所示.
[问题一]如图装置中,分液漏斗内装的液体是
[问题二]工业上用石灰乳吸收尾气,除了防止环境污染外,还能得到了有经济实用价值的副产品--亚硝酸钙.尾气吸收生成亚硝酸钙的化学方程式是