Question

某厂平均每天产生约600 m³废氨水（NH₃ 的浓度为153 mg·L^-1，密度为1 g·cm^—3。

（1）该废氨水中氨的物质的量浓度为             。

（2）对废氨水进行加热蒸发得到NH₃，使废氨水中的NH₃ 的浓度降为17 mg·L^-1。忽略蒸发前后废氨水体积变化，则上述体积的废氨水蒸发出来的NH₃的物质的量为           。(以下计算结果均保留两位小数)

（3）蒸发得到的NH₃可用于制备NO。4NH₃+5O₂ →4NO+6H₂O;（不考虑NO与氧气的反应），设空气中氧气的体积分数为0.20，氮气体积分数为0.80。

①为使NH₃恰好完全氧化为NO，氨—空气混合物中氨的体积分数为________。

②氨催化氧化制取NO同时会发生副反应：4NH₃+3O₂ →2N₂+6H₂O。将1L NH₃混合10L空气后通入反应器，反应完成后，测得混合气体中不含NH₃，而O₂和N₂的物质的量之比为1∶10，试求参加主反应的氨占原料氨的体积百分含量。

（4）废氨水可用于脱除烟气中的SO₂。氨水吸收烟气中SO₂经氧化后生成(NH₄)₂SO₄和NH₄HSO₄混合物。现称取不同质量的混合物进行实验，结果如下：

NaOH 溶液体积/mL	40.00	40.00	40.00
样品质量/g	7.75	15.50	23.25
氨气质量/g	1.87	1.87	1.7

 

试计算生成氨气的质量最大时样品的质量。

 

Answer 1

【答案】

（1）9×10^-3 mol·L^-1 (2分)

（2）n(NH₃)=×10^-3g/mg×600m³×10³L/m³=4800 mol   (3分)

（3）①0.14 (3分)

②设参加主反应NH₃的为xmol，副反应的NH₃为ymol

4NH₃+  5O₂ →4NO+6H₂O   4NH₃ + 3O₂ →2N₂+6H₂O

4       5                 4      3      2

X      5x/4               y      3y/4    y/2

X+y=1   (2-5x/4-3y/4):(8+y/2)=1:10   x=0.89 (4分)

（4）7.75g混合肥料中n[(NH₄)₂SO₄]=0.05mol，n(NH₄HSO₄)=0.01mol；则混合物溶解后，溶液中n(NH₄⁺)∶n(H⁺)=11∶1。40.00 mL NaOH 溶液中n(NaOH)=0.13mol。n(H⁺)+ 11×n(H⁺)=0.13mol；n(H⁺)=0.13/12= n(NH₄HSO₄)，n[(NH₄)₂SO₄]= 5×0.13/12mol

混合物质量为8.40g。(4分)（其他合理解法也给分）

【解析】

试题分析：（1）进行单位变换：C(NH₃)==9×10^-3 mol·L^-1 。（2）n(NH₃)=×10^-3g/mg×600m³×10³L/m³=4800 mol   (3分)（3）①氨和氧气的体积比为4:5，氨和空气的比值为4:25，则氨所占比例为：=0.14 。

②设参加主反应NH₃的为xmol，副反应的NH₃为ymol

4NH₃+  5O₂ →4NO+6H₂O   4NH₃ + 3O₂ →2N₂+6H₂O

4       5                 4      3      2

X      5x/4               y      3y/4    y/2

X+y=1   (2-5x/4-3y/4):(8+y/2)=1:10   x=0.89

（4）7.75g混合肥料中n[(NH₄)₂SO₄]=0.05mol，n(NH₄HSO₄)=0.01mol；则混合物溶解后，溶液中n(NH₄⁺)∶n(H⁺)=11∶1。40.00 mL NaOH 溶液中n(NaOH)=0.13mol。n(H⁺)+ 11×n(H⁺)=0.13mol；n(H⁺)=0.13/12= n(NH₄HSO₄)，n[(NH₄)₂SO₄]= 5×0.13/12mol，混合物质量为8.40g。

考点：本题考查化学平衡的计算，题目较为综合，且难度较大，在计算中要适当采用元素守恒。