Question

工业上利用氨催化氧化法可制取硝酸，加入脱水剂后制得较高浓度的硝酸．以17吨氨作为原料，假设NH₃全部转化为HNO₃．
（1）写出NH₃完全转化为HNO₃的总化学反应方程式______
（2）生产过程中需加水吸收，如果与加入脱水剂后脱去水的量相等，则所得硝酸溶液的质量分数为多少？
（3）如果生产中同时制得50%的硝酸m₁吨和90%的硝酸m₂吨（脱去的水可循环使用，制得较低浓度的稀硝酸），若共加入27吨水，请问m₁与m₂的质量之比为多少？（要有简单的计算过程）

Answer 1

解：（1）氨催化氧化法制硝酸的步骤：氨气催化氧化为一氧化氮、一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮、二氧化氮和水反应生成硝酸，将以上步骤合并得到：NH₃+2O₂=HNO₃+H₂O，
故答案为：NH₃+2O₂=HNO₃+H₂O；
（2）根据化学方程式：NH₃+2O₂=HNO₃+H₂O，生产过程中需加水的量与加入脱水剂后脱去水的量相等，则硝酸的质量分数=×100%=×100%=77.8%．
答：所得硝酸溶液的质量分数为77.8%；
（3）根据化学方程式：NH₃+2O₂=HNO₃+H₂O，同时制得50%的硝酸m₁吨和90%的硝酸m₂吨时，则
硝酸质量关系：0.5m₁+0.9m₂=63
水的质量关系：0.5m₁+（1-0.9）m₂=27+18
解得：m₁=85.5吨、m₂=22.5吨，
所以=，
答：m₁与m₂的质量之比为19：5．
分析：（1）氨催化氧化法制硝酸的步骤：氨气催化氧化为一氧化氮、一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮、二氧化氮和水反应生成硝酸；
（2）根据化学方程的含义进行计算；
（3）根据反应原理结合题干已知数据进行计算．
点评：本题是一道化学知识和工业知识相结合的题目，是一道综合知识的考查，难度较大．