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    精英家教网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NO2生产硝酸，生成的尾气经过多次氧化、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次，试写出NO2→HNO3转化率a与循环次数n之间关系的数学关系式．
     
    ．
    （2）用上述方法制备的HNO3为稀HNO3，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，液液中有Mg（NO3）2、NH4NO3和H2O．生成这些产物的HNO3浓度范围为：H2：c＜6.6mol/L；N2和NH4+：c＜10.0mol/L；NO：0.10mol/L＜c＜10.0mol/L；NO2：c＞2.0mol/L．各气体产物成分及含量随HNO3的浓度变化曲线如图所示．
    ①写出Mg与12mol/L的HNO3反应的化学方程式
     
    ．
    ②480mg Mg与0.50L 4.0mol/L的HNO3充分反应，收集到112mL气体（SPT）．试通过计算写出反应化学方程式．
     
    ．
    分析：（1）①NO2与水反应生成HNO3和NO，又NO能被O2氧化为NO2；
    ②设起始时NO2物质的量为1 mol，经过n次循环后生成HNO3的物质的量为：Sn=
    2
    3
    +
    2
    3
    ×
    1
    3
    +
    2
    3
    ×（
    1
    3
    ）2+
    2
    3
    ×（
    1
    3
    ）3+??????+
    2
    3
    ×（
    1
    3
    ）nn-1，经等比数列求和可得，再根据转化率公式求算出转化率a与循环次数n之间关系；
    （2）①根据图象可知当硝酸浓度大于10.0mol/L时，气体产物只有NO2，根据得失电子守恒和原子守恒写出方程式；
    ②480mg Mg与0.50L 4.0mol/L的HNO3充分反应，Mg的物质的量比较少，反应中硝酸过量，由图象可知：n（NO）：n（N2）：n（NO2）：n（H2）=5：3：1：1，同时还原产物还有NH4+，根据Mg失去电子总数与气体得到电子数之差，求出NH4+的量，再通过原子守恒配平方程．
    解答：解：（1）①NO2与水反应生成HNO3和NO，又NO能被O2氧化为NO2；所以上述反应的化学方程式为3NO2+H2O=2HNO3+NO，2NO+O2=2NO2；
    故答案为：3NO2+H2O=2HNO3+NO，2NO+O2=2NO2；
    ②设起始时NO2物质的量为1 mol，经过nn次循环后生成HNO3的物质的量为：Sn=
    2
    3
    +
    2
    3
    ×
    1
    3
    +
    2
    3
    ×（
    1
    3
    ）2+
    2
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    ×（
    1
    3
    ）3+??????+
    2
    3
    ×（
    1
    3
    ）nn-1，经等比数列求和可得：Sn=1-（
    1
    3
    ）nn，则NO2生成HNO3转化率为：
    1-(
    1
    3
    )n
    1
    =a，即a=1-（
    1
    3
    ）nn；
    故答案为：a=1-（
    1
    3
    ）nn；
    （2）①根据图象可知当硝酸浓度大于10.0mol/L时，气体产物只有NO2，Mg+HNO3→Mg（NO3）2+NO2↑+H2O，反应中HNO3→NO2，N元素从+5价降到+4价得到1个电子，
    Mg→Mg（NO3）2，Mg元素从0价升到+2价失去2个电子，所以Mg的计量数为1，NO2的计量数为2，再根据原子守恒配平：Mg+4HNO3=Mg（NO3）2+2NO2↑+2H2O；
    故答案为：Mg+4HNO3=Mg（NO3）2+2NO2↑+2H2O；
    ②480mg Mg与0.50L 4.0mol/L的HNO3充分反应，Mg的物质的量比较少为0.02mol，HNO3的物质的量为2mol，反应中硝酸过量，
    由图象可知：nn（NO）：nn（N2）：n（NO2）：n（H2）=5：3：1：1，同时还原产物还有NH4+，
    0.02molMg失去电子为0.04mol，反应生成气体为n=0.005mol，其中nn（NO）=0.005mol×
    5
    10
    =0.0025mol，nn（N2）=0.0015mol，n（NO2）=0.0005mol，
    n（H2）=0.0005mol，则气体得到电子数为0.0025mol×3+0.0015mol×5×2+0.0005mol×1+0.0005mol×2=0.024mol，
    则生成NH4+时N元素得到的电子为0.04mol-0.024mol=0.016，所以生成NH4+的量为0.016×
    1
    8
    =0.002mol，
    所以n（NO）：nn（N2）：n（NO2）：n（H2）：n（NH4+）：n（Mg）=5：3：1：1：4：40，
    所以NO、N2、NO2、H2、NH4NO3、Mg的计量数分别为5、3、1、1、4、40，再由原子守恒得方程为：40Mg+100HNO3=5NO↑+3N2↑+H2↑+NO2↑+4NH4NO3+40Mg（NO3）2+41H2O；
    故答案为：40Mg+100HNO3=5NO↑+3N2↑+H2↑+NO2↑+4NH4NO3+40Mg（NO3）2+41H2O．
    点评：本题考查了二氧化氮与水制备硝酸的反应，氧化还原方程式的配平等，题目难度很大，要求学生对氧化还原反应掌握比较深入，同时有比较好的数学功底．
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    科目：高中化学 来源： 题型：

    精英家教网硝酸是极其重要的化工原料，工业上将产生的NO2在密闭容器中用水多次反复循环吸收制备硝酸．
    （1）工业上用水吸收NO2生产HNO3，生成的气体经多次氧化、吸收的循环操作充分转化为硝酸（假定上述过程无其他损失）．试写出上述反应的化学方程式：
     
    ．
    （2）为了证明NO也可以与氧气和水共同反应生成HNO3，某学生设计了如图所示装置（有关夹持装置已略去）．
    ①检查装置气密性良好后，为观察到NO气体生成，打开K1，关闭K2，应从U形管的长管口注入稀硝酸至
     
    后，迅速关闭K1，观察到U形管内的现象是
     
    ．
    ②装置Ⅲ中发生反应的化学方程式为
     
    ．
    ③蘸NaOH溶液的棉花团的作用是
     
    ．
    ④打开K2，至装置Ⅱ中长玻璃管中的气体呈无色后，打开K3，反应一段时间后，长玻璃管中并未充满液体．设计简单方法检验长玻璃管中的气体是否含NO
     
    ．

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    科目：高中化学 来源：读想用　高二化学(上) 题型：038

    NH3催化氧化法生产硝酸，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、是将中间产生的NO2在密闭容器中多次循环用水吸收制备的．

    用此方法制备的HNO3为稀HNO3，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，测得其气体产物有H2、N2，NO、NO2，液体产物有Mg(NO3)2，NH4NO3和H2O．生成这些产物的HNO3浓度范围为：

    H2：c＜6.6 mol·L－1；N2和NH4+：c＜10 mol·L－1；NO：0.1 mol·L－1＜c＜10 mol·L－1；NO2：c＞0.1 mol·L－1．各气体产物成分及含量随HNO3浓度变化曲线如图所示．

    ①写出Mg与11mol·L－1的HNO3反应的方程式．

    ②960 mg Mg与0.1 L　4 mol·L－1的HNO3恰好完全反应，收集到224 mL气体(标准状况)，试通过计算写出反应方程式．

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    科目：高中化学 来源：2016届吉林省高一上学期期末考试化学试卷（解析版） 题型：填空题

    硝酸是极其重要的化工原料，工业上将产生的NO2在密闭容器中用水多次反复循环吸收制备硝酸。

    （1）工业上用水吸收NO2生产HNO3，生成的气体经多次氧化、吸收的循环操作充分转化为硝酸(假定上述过程无其他损失)。试写出上述反应的化学方程式：

    ______________________________________________________________。

    （2）为了证明NO也可以与氧气和水共同反应生成HNO3，某学生设计了如图所示装置(有关夹持装置已略去)。

    ①检查装置气密性良好后，为观察到NO气体生成，打开K1，关闭K2，应从U形管的长管口注入稀硝酸至　　　　后，迅速关闭K1，观察到U形管内的现象是____________________________________________________。

    ②装置Ⅲ中发生反应的化学方程式为_______________________________。

    ③蘸NaOH溶液的棉花团的作用是___________________________________。

    ④打开K2，至装置Ⅱ中长玻璃管中的气体呈无色后，打开K3，反应一段时间后，长玻璃管中并未充满液体。设计简单方法检验长玻璃管中的气体是否含NO__________________________________________________。

     

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    (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：H2：c<6.6 mol/L；N2和NH4+：c<10 mol/L；NO：0.1 mol/L<c<10 mol/L；NO2：c>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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