Question

【题目】Ⅰ.工业上用氨催化氧化制硝酸。

（1）由氨氧化制备硝酸的第一步反应的化学方程式：______________

（2）由于二氧化氮不能被水完全吸收，因此生成的气体须经过多次氧化、吸收的循环操作，使其充分转化为硝酸（如果不考虑生产过程中的其它损失）．

①从理论上分析，要使氨气完全转化为硝酸，则原料氨气和氧气物质的量的投料比至少为____．

②如果按理论上的原料比将原料放在一个具有反应条件的密闭容器中进行，所有物质不与外界交换，则最后所得溶液的质量分数为______．

Ⅱ.某学习小组为了模拟工业上氨氧化制硝酸，用下列仪器进行实验：

C装置可以加热，回答下列问题：

（3）装置图中虚线方框内必要仪器的名称和所盛试剂分别为_________

（4）A处的玻璃导管设置成可上下抽动的原因__________________

（5）实验中在D中观察到的实验现象是____________

（6）E的作用是___________，E中倒置漏斗可防倒吸，能防倒吸的原因是__________

Answer 1

【答案】（1）4NH3+5O2 4NO+6H2O（2）1/2 77.8%（3）干燥管、碱石灰（4）控制氨气和氧气的体积比（5）出现红棕色（6）吸收尾气漏斗上方空间大，可容纳大量水，水进入漏斗中，烧杯内水面下降，与漏斗边缘脱离，漏斗中水回流至烧杯

【解析】(1)氨在催化剂的作用下被氧气氧化为NO，发生反应的化学方程式为4NH3+5O2 4NO+6H2O；

(2)①由4NH3+5O2 4NO+6H2O、4NO+3O2+2H2O=4HNO3，可得：NH3+2O2=HNO3+H2O，则原料氨气和氧气物质的量的投料比为1︰2；

②由4NH3+5O2 4NO+6H2O、4NO+3O2+2H2O=4HNO3，可得：NH3+2O2=HNO3+H2O，则按理论上的原料比将原料放在一个具有反应条件的密闭容器中进行，所有物质不与外界交换，则生成1molHNO3时，水是也是1mol，则硝酸的质量分数为：×100%=77.8%；

Ⅱ.(3)装置A中所制NH3混有水汽，需要干燥，则虚线方框内为装有碱石灰的干燥管。

(4)通过A处玻璃导管上下抽动达到控制氨气和氧气的体积比的效果；

(5)氨催化氧化生成的NO遇空气中的O2，立即生成红棕色的NO2，在D中观察到混合气体变为红棕色；

(6)E中NaOH溶液可吸收氮氧化物的尾气，防止污染空气，E中倒置漏斗可防倒吸，能防倒吸的原因是漏斗上方空间大，可容纳大量水，水进入漏斗中，烧杯内水面下降，与漏斗边缘脱离，漏斗中水回流至烧杯。