Question

【题目】硝酸按是一种常用的化肥，其工业生产流程如下图，请回答下列问题。

（1）写出反应容器B中发生反应的化学方程式： 。

（2）吸收塔C中通入空气的目的是 。C、D两个反应容器中发生的反应,属于氧化还原反应的是 （填反应容器代号）。

（3）浓硝酸一般保存在徐色试剂瓶里,并放置在阴凉处，用化学方程式解释原因： 。

（4）3.04g铜镁合金完全溶解于100mL密度为1.40g·mL-1、质量分数为63％的浓硝酸中得到NO2和N2O4的混合气体2240mL（标准状况），向反应后的溶液中加入2.00mol·L-1NaOH溶液，当金属离子全部沉淀时，得到5.08g沉淀。则

① 加小Na0H 溶液的体积至少 mL。

② 该合金中铜与镁的物质的量之比是 。

③ NO2和N2O4的混合气体中，NO2的体积分数是 。

Answer 1

【答案】（1）4NH3+5O24NO+6H2O

（2）将一氧化氮氧化成二氧化氮 C

（3）4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O

（4）①640②2：1③80%

【解析】

试题分析：（1）B中氨气发生催化氧化转化为NO的化学方程式为4NH3+5O24NO+6H2O；

（2）在整个生产流程中，为提高原料的利用率吸收塔C中通入空气的目的是将一氧化氮氧化成二氧化氮，C中NO转化为NO2是氧化还原反应，而硝酸吸收氨气生成硝酸氨是非氧化还原反应；

（3）浓硝酸见光或受热易分解，所以应放置在阴凉处，分解的化学方程式为4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O；

（4）①该浓硝酸密度为1.40g/mL、质量分数为63%，故该浓硝酸的物质的量浓度为＝14mol/L。混合气体的物质的量是2.24L÷22.4L/mol＝0.1mol。金属离子全部沉淀时，得到5.08g沉淀为氢氧化铜、氢氧化镁，故沉淀中氢氧根的质量为5.08g-3.04g＝2.04g，氢氧根的物质的量为2.04g÷17g/mol＝0.12mol，转移的电子数也是0.12mol。设NO2和N2O4的物质的量分别是xmol和ymol，则x＋y＝0.1、x＋2y＝0.12，解得x＝0.08、y＝0.02。金属离子全部沉淀时，反应后溶质为硝酸钠，根据氮元素守恒可知，硝酸钠的物质的量为0.1L×14mol/L－0.08mol－0.02mol×2＝1.28mol，根据钠离子守恒可知n（NaOH）=n（NaNO3）＝1.28mol，故需要氢氧化钠溶液的体积为1.28mol÷2mol/L＝0.64L＝640mL；

②根据电荷守恒可知，金属提供的电子物质的量等于氢氧根的物质的量，即金属提供电子为0.12mol，

令铜、镁合金中Cu、Mg的物质的量分别为amol、bmol，则：2a+2b＝0.12、64a+24b＝3.04，解得a＝0.04，y＝0.02，故合金中铜与镁的物质的量之比是0.04mol：0.02mol＝2：1；

③根据以上分析可知NO2和N2O4的混合气体中，NO2的体积分数是。