Question

硝酸是一種重要的工業(yè)原料，工業(yè)制硝酸的關(guān)鍵是氨的催化氧化，與硝酸工業(yè)相關(guān)的過程中產(chǎn)生的氮氧化物的處理與應(yīng)用也是科學(xué)研究的熱點(diǎn)．I．甲、乙分別是實(shí)驗(yàn)室模擬合成氨及氨催化氧化的裝置

（1）氮?dú)夂蜌錃馔ㄟ^甲裝置，甲裝置的作用除了將氣體混合外，還有控制氣體流速、

 

．
（2）用乙裝置吸收一段時(shí)間氨后，再通入空氣，同時(shí)將經(jīng)加熱的鉑絲插入乙裝置的錐形瓶內(nèi)，鉑絲保
持紅熱的原因是

 

，寫出乙裝置中氨氧化的化學(xué)方程式

 

．反應(yīng)結(jié)束后錐形瓶內(nèi)的溶
液中含有H⁺、OH^-、

 

、

 

  離子．
II．工業(yè)生產(chǎn)硝酸的尾氣中含有氮氧化物NOx（NO和NO₂的混合物，假設(shè)不含N₂O⁴），對生態(tài)環(huán)境和人類健康帶來較大的威脅．
（1）工業(yè)上常用Na₂CO₃溶液吸收法處理NOx．
已知：NO不能與Na₂CO₃溶液反應(yīng)
①NO+NO₂+Na₂CO₃=2NaNO₂+CO₂          
②2NO₂+Na₂CO₃=NaNO₂+NaNO₃+CO₂ 
當(dāng)NOx被Na₂CO₃溶液完全吸收時(shí)，x的值不可能是

 

  （填字母）．
A．1.3                 B．1.6             C．1.8
（2）尿素也可用于吸收處理NOx，其反應(yīng)原理為：
NO+NO₂+H₂O=2HNO₂
2HNO₂+CO（NH₂）₂=2N₂↑+CO₂↑+3H₂O．
當(dāng)混合氣體中NO、NO₂按上述反應(yīng)中系數(shù)比時(shí)吸收效果最佳．若混合氣體中V（NO）：V（NO₂）=5：1時(shí)，可通入一定量的空氣，同溫同壓下，V（空氣）：V（NO）=

 

 （空氣中氧氣的體積含量約為20%）．

Answer 1

考點(diǎn)：工業(yè)合成氨,工業(yè)制取硝酸,氮的氧化物的性質(zhì)及其對環(huán)境的影響

專題：元素及其化合物,化學(xué)應(yīng)用

分析：I．（1）濃硫酸可用于干燥氣體；
（2）氨氣在被氧化生成NO，為放熱反應(yīng)，通入氧氣，在溶液中生成硝酸；
Ⅱ．硝酸具有強(qiáng)氧化性和不穩(wěn)定性，常溫下與鋁、鐵發(fā)生鈍化反應(yīng)，保存時(shí)應(yīng)避光；
（1）當(dāng)NO_x被Na₂CO₃溶液完全吸收時(shí)，則n（NO₂）≥n（NO），根據(jù)極限法計(jì)算x值；
（2）若混合氣體中V（NO）：V（NO₂）=5：1時(shí)，應(yīng)通入一定量空氣，達(dá)到混合氣體中V（NO）：V（NO₂）=1：1．

解答： 解：I．（1）濃硫酸具有吸水性，可用于干燥氣體，故答案為：干燥混合氣體；
（2）氨氣在被氧化生成NO，為放熱反應(yīng)，反應(yīng)的方程式為4NH₃+5O₂

催化劑 .

△

4NO+6H₂O，通入氧氣，在溶液中生成硝酸，進(jìn)而在溶液中生成硝酸銨，則溶液中含有的離子有NH₄⁺和NO₃^-等，
故答案為：反應(yīng)為放熱反應(yīng)；4NH₃+5O₂

催化劑 .

△

4NO+6H₂O；NH₄⁺；NO₃^-；
Ⅱ．（1）當(dāng)NO_x被Na₂CO₃溶液完全吸收時(shí)，則n（NO₂）≥n（NO），NO含量越少，x值越小，而（NO₂）=n（NO），x值最小，x=

2+1

2

=1.5，故x不可能為1.3；
故選A；
（2）若混合氣體中V（NO）：V（NO₂）=5：1時(shí)，可設(shè)NO為5mol，NO₂為1mol，為使氣體被完全吸收，應(yīng)滿足NO為3mol，NO₂為3mol，則需反應(yīng)2molNO生成NO₂，
由方程式2NO+O₂=2NO₂可知，需要1molO₂，又空氣中氧氣的體積含量約為20%，則需要5mol空氣，
所以V（空氣）：V（NO）=5：5=1：1，
故答案為：1：1．

點(diǎn)評：本題以氮氧化物為載體考查了物質(zhì)間的反應(yīng)，明確物質(zhì)的性質(zhì)是解本題關(guān)鍵，難點(diǎn)是Ⅱ題的計(jì)算，要結(jié)合方程式中各個(gè)物理量之間的關(guān)系式解答，會根據(jù)題給信息計(jì)算x值，難度較大．