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    硝酸是一种重要的化工原料，工业上通常采用氨氧化法制取。某校化学兴趣小组的同学以氯化铵和氢氧化钙为主要原料并设计了下列装置来制硝酸(三氧化二铬为催化剂，加热及夹持装置未画出)：

    回答下列问题：

    (1)实验时，A、C两装置均需加热，应先加热________装置，原因是

    ________________________________________________________________________。

    (2)D装置中应填充的物质是________，该物质的主要作用是____________________。

    (3)E装置的作用是__________________，F、G装置中的物质分别是________、________。

    (4)若保留上图中黑色粗线框内的装置但去掉通空气的导管B，将C装置中的双孔橡皮塞换成单孔橡皮塞，请你用图示的方法设计一个最简单的实验方案同样完成硝酸的制取(在下面的方框中画出装置图并注明所用药品的名称)。

     

    【答案】

    (1)C　若先加热A装置，则产生的氨气溶解在F中而得不到纯净的硝酸

    (2)P2O5(或无水CuSO4或无水CaCl2)　除去C中未反应的氨气

    (3)缓冲气流，防止倒吸　水　NaOH溶液

    (4)

    【解析】

    试题分析：（1）氨气易溶在水中，所以若先加热A装置，则产生的氨气溶解在F中而得不到纯净的硝酸，所以先加热C装置。

    （2）由于在反应中氨气一定是过量的，则D装置中应填充的物质应该是P2O5(或无水CuSO4或无水CaCl2)，用来除去C中未反应的氨气。

    （3）E装置起到安全瓶的作用，目的是缓冲气流，防止倒吸；NO2溶于水即得到硝酸，所以F装置中盛放水即可。又因为氮的氧化物是大气污染物，所以G装置中有关盛放碱液用来吸收尾气。

    （4）要快速制备氨气，则可以利用浓氨水的挥发，所以装置图是（见答案）。

    考点：考查氨气、硝酸的制备、基本实验操作以及尾气处理等

    点评：该题是高考中的常见题型，属于中等难度的试题。试题综合性强，难易适中，侧重对学生基础知识的巩固与训练，旨在考查学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力，同时也注重对学生答题能力的培养和方法指导，有利于培养学生的逻辑思维能力和发散思维能力。该类试题是一类综合性较强的试题，如元素及化合物性质和社会生活，环境保护，化学计算等知识。它不仅可考察学生对化学知识的理解程度，更重要的是培养学生的综合分析能力和思维方法，提升学生的学科素养。

     

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    科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

    Ⅰ．一定条件下铁可以和CO2发生反应：Fe（s）+CO2（g） FeO（s）+CO（g）；△H＞0
    （1）下列措施中能使平衡时
    c(CO)c(CO2)
    增大的是
    B
    B
     （填序号）．
    A．增大压强     B．升高温度    C．充入一定量氮气    D．再加入一些铁粉
    （2）反应达到平衡后，若保持容器体积不变时，再通入一定量的CO2，则CO2的转化率将
    不变
    不变
    （填“增大”、“减小”、“不变”）．
    （3）铁的重要化合物在生产生活中应用十分广泛，高铁酸钠（Na2FeO4）是一种新型饮用水消毒剂．
    ①高铁酸钠生产方法之一是在强碱性溶液中用NaClO氧化Fe（OH）3生成高铁酸钠、氯化钠和另一种常见化合物．现产生了66.4g高铁酸钠，转移电子数目为
    1.2NA或1.2×6.02×1023
    1.2NA或1.2×6.02×1023
    ．
    ②高铁酸钠生产方法之二电解法：用隔膜式电解槽，在浓碱溶液中，经过电解，将Fe氧化成高铁酸盐．实验室中可用右图所示装置进行实验．写出阳极的电极反应式
    Fe+8OH--6e-=FeO42-+4H2O
    Fe+8OH--6e-=FeO42-+4H2O

    Ⅱ．硝酸是一种重要的化工原料，而氨气是工业生产硝酸的重要原料．
    （1）据报道用Mg与石墨作电极与NH4Cl溶液形成原电池，也可生成NH3．其反应是Mg+2NH4Cl=MgCl2+2NH3↑+H2↑，写出该电池正极的电极反应式
    2NH4++2e-=2NH3↑+H2↑
    2NH4++2e-=2NH3↑+H2↑
    ．
    （2）硝酸厂常用碱液吸收法处理尾气：用Na2CO3溶液吸收NO2生成CO2．若每2mol NO2和Na2CO3溶液反应时转移电子1mol，则反应的离子方程式是
    2NO2+CO32-=NO3-+NO2-+CO2
    2NO2+CO32-=NO3-+NO2-+CO2
    ．

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    （2013?德州模拟）硝酸是一种重要的化工原料，工业上一般以氨气为原料来制备硝酸．请回答：
    （1）氨气催化氧化的化学方程式为
    4NH3+5O2
     催化剂 
    .
    加热
    4NO+6H2O
    4NH3+5O2
     催化剂 
    .
    加热
    4NO+6H2O
    ．
    （2）硝酸厂的尾气直接排放将污染空气，目前科学家探索利用燃料气体中的甲烷等将氮的氧化物还原为氮气和水，反应机理为：
    CH4（g）+4NO2（g）═4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-574kJ?mol-1
    CH4（g）+4NO（g）═2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-1160kJ?mol-1
    则甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为：
    CH4（g）+2NO2（g）=CO2（g）+N2（g）△H=-867kJ/mol
    CH4（g）+2NO2（g）=CO2（g）+N2（g）△H=-867kJ/mol
    ．
    （3）氨气若在纯氧中燃烧，则发生反应为4NH3+3O2
     点燃 
    .
     
    2N2+6H2O，科学家利用此原理，设计成氨气-氧气燃料电池，则通入氨气的电极是
    负极
    负极
    （填“正极”或“负极”）；碱性条件下，该电极发生反应的电极反应式为
    4NH3+12OH--12e=2N2+12H2O
    4NH3+12OH--12e=2N2+12H2O
    ．
    （4）制得的硝酸可以跟金属铜反应生成硝酸铜溶液，用石墨电极电解该硝酸铜溶液，则电解过程中阳极的电极反应式为
    4OH--4e-=O2+2H2O
    4OH--4e-=O2+2H2O
    ．

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    按要求回答下列问题：
    （1）硝酸是一种重要的化工原料，工业上用氨气作原料生产．写出氨被氧化生成一氧化氮的化学方程式
    4NH3+5O2
    催化剂
    .
    △
    4NO+6H2O
    4NH3+5O2
    催化剂
    .
    △
    4NO+6H2O
    ．
    （2）盛放氢氧化钠溶液的试剂瓶必须用橡胶塞，而不能用磨D玻璃塞．请写出有关的离子反应方程式
    SiO2+2OH-=SiO32-+H2O
    SiO2+2OH-=SiO32-+H2O
    ．
    （3）肼讲（N2H4）是火箭发动机的一种燃料，反应时N2O4为氧化刹，反应生成N2和水蒸气．
    已知；
    ①N2（g）+2O2（g）=N2O4（g）；△H=+8.7kJ/mol
    ②N2H4（g）+O2（g）=N2（g）+2H2O（g）；△H=-534kJ/mol
    写出肼和N2O4反应的热化学方程式
    2N2H4（g）+N2O4（g）=3N2（g）+4H2O（g）△H=-1076.7KJ/mol
    2N2H4（g）+N2O4（g）=3N2（g）+4H2O（g）△H=-1076.7KJ/mol
    ．

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    科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

    硝酸是一种重要的化工原料，工业上生产硝酸的主要过程如下：
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    （1）以N2和H2为原料合成氨气．反应N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H＜0
    ①下列措施可以提高H2的转化率是（填选项序号）
     
    ．
    a．选择适当的催化剂   b．增大压强  c．及时分离生成的NH3   d．升高温度
    ②一定温度下，在密闭容器中充入1molN2和3molH2发生反应．若容器容积恒定，达到平衡状态时，容器内的压强是原来的
    1516
    ，则N2的转化率a1=
     
    ；
    若容器压强恒定，达到平衡状态时，N2的转化率为a2，则a2
     
    a1（填“＞”、“＜”或“=”）．
    （2）以氨气、空气为主要原料制硝酸．
    ①NH3被氧气催化氧化生成NO的反应的化学方程式是
     
    ．
    ②在容积恒定的密闭容器中进行反应2NO（g）+O2（g）?2NO2（g）△H＞0
    该反应的反应速率（v）随时间（t）变化的关系如图所示．若t2、t4时刻只改变一个条件，下列说法正确的是（填选项序号）
     
    ．
    a．在t1～t2时，可依据容器内气体的压强保持不变判断反应已达到平衡状态
    b．在t2时，采取的措施一定是升高温度
    c．在t3～t4时，可依据容器内气体的密度保持不变判断反应已达到平衡状态
    d．在t0～t5时，容器内NO2的体积分数在t3时值的最大
    ③向容积相同、温度分别为T1和T2的两个密闭容器中分别充入等量NO2发生反应：
    2NO2 （g）?N2O4（g）△H＜0．恒温恒容下反应相同时间后，分别测定体系中NO2的百分含量分别为a1，a2．已知T1＜T2，则a1
     
    a2
    A．大于      B．小于     C．等于      D．以上都有可能
    （3）硝酸厂常用如下2种方法处理尾气．
    ①催化还原法：催化剂存在时用H2将NO2还原为N2．
    已知：2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）△H=-483.5kJ/mol
    N2（g）+2O2（g）=2NO2（g）△H=+133kJ/mol
    则H2还原NO2生成水蒸气反应的热化学方程式是
     
    ．
    ②碱液吸收法：用Na2CO3溶液吸收NO2生成CO2．
    若每9.2gNO2和Na2CO3溶液反应时转移电子数为0.1mol，则反应的离子方程式是
     
    ．

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    硝酸是一种重要的化工原料，工业制硝酸时产生的烟气中NOx是NO和NO2的混合物（不含N2O2），可以用Na2CO3溶液来吸收，以除去这些废气．其主要反应如下：
    Na2CO3+NO+NO2→2NaNO2+CO2，Na2CO3+2NO2→NaNO3+NaNO2+CO2．
    （1）根据废气排放标准，1m3烟气最高允许含400mg NOx．若NOx中NO质量分数为0.85，则1m3烟气中最高允许含NO
     
    L（标准状况，保留2位小数）．
    （2）若NOx通入NaOH溶液被完全吸收时，x的值不可能为
     
    （填编号）．
    A．1.3  B．1.5  C．1.6  D．1.9
    加入硝酸可改变烟气中NO和NO2的比，反应为：NO+2HNO3→3NO2+H2O．当烟气中n（NO）：n（NO2）=2：3
    时，吸收率最高．1m3烟气含2000mgNOx，其中n（NO）：n（NO2）=9：1．
    （3）为了达到最高吸收率，1m3烟气需用硝酸的物质的量（保留3位小数）．
    （4）1m3烟气达到最高吸收率90%时，吸收后生成NaNO2的质量（假设上述吸收反应中，反应①比反应②迅速．计算结果保留1位小数）．

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