工业上用氨气与空气的混合气在一定条件下制硝酸,发生的反应是:①4NH3+5O2→4NO+6H2O②4NO+3O2+2H2O→4HNO3设空气中氧气的体积分数为0
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工业上用氨气与空气的混合气在一定条件下制硝酸,发生的反应是: ①4NH3+5O2→4NO+6H2O ②4NO+3O2+2H2O→4HNO3 设空气中氧气的体积分数为0.20,氮气体积分数为0.80,请完成下列填空及计算: (1)为使氨气恰好完全氧化为一氧化氮,氨气与空气的混合气中氨的体积分数(用小数表示)为______(保留2位小数). (2)现将1mol的氨气与12mol的空气混合反应,可得到硝酸______mol; (3)向上述溶液中加入______mL 20%的硝酸(密度为1.11g/mL),才能得到69%的硝酸溶液. (4)现有100mol的原料气,其中含氨气为xmol,反应后生成的硝酸ymol.在得到硝酸的条件下,写出x与y的关系式.(写出解题过程) |
答案
(1)氨气恰好完全氧化为一氧化氮,发生反应4NH3+5O2→4NO+6H2O,氨气和氧气物质的量之比为4:5,即氨气和空气物质的量之比为4:(5÷0.2)=4:25,所以氨气所占体积分数即物质的量分数为=0.14,故答案为:0.14; (2)将1mol的氨气与12mol的空气混合反应,12mol空气中含氧气2.4mol,根据NH3+2O2=HNO3+H2O可知氨气全部转化为硝酸,氧气过量,因此生成1molHNO3,1molH2O,故答案为:1; (3)上述反应得到的硝酸溶液为1molHNO3,1molH2O,质量为81g,根据溶液中硝酸物质的量和加入硝酸物质的量之和为69%的硝酸溶液中所含硝酸溶质的物质的量,列式计算:设加入20%的硝酸体积为v,则根据溶质相等得63+v•1.11×20%=(81+v•1.11)×69%,解得v=13.07ml,故答案为:13.07; (4)100ml混合气体中氨气为xmol,空气为(100-x)ml,氧气为0.2×(100-x)ml; 若按反应4NH3+5O2→4NO+6H2O进行,无硝酸生成,氨气与氧气按照4:5反应,则4:5=x:0.2×(100-x),x=; 若恰好按反应NH3+2O2=HNO3+H2O进行,氨气全部转化为硝酸,氨气和氧气按照1:2进行,则1:2=x:0.2×(100-x), x=; 讨论:①当x≤时只发生4NH3+5O2→4NO+6H2O,无硝酸生成; ②当x≥,氨气全部生成硝酸; ③当≤x≤时,发生反应4NH3+5O2→4NO+6H2O,剩余的氧气再发生反应4NO+3O2+2H2O→4HNO3,根据反应4NH3+5O2→4NO+6H2O求的xmolNH3需要氧气x,剩余氧气0.2×(100-x)-x,根据反应4NO+3O2+2H2O→4HNO3,3O2~4HNO3,得到3:4=[0.2×(100-x)-x]:y,计算得:y=-; 答:①x≤,y=x ②<x<,y=-. |
举一反三
1mol
与足量的NaOH溶液充分反应,消耗的NaOH的物质的量为( )A.5 mol | B.4 mol | C.3 mol | D.2 mol |
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金属活动顺序表中氰以后金属硝酸盐受热分解成金属单质,二氧化氮和氧气,现有硝酸银34克,受热分解后所得气体通入足量水中所余气体及相应体积判断正确的是(所测气体体积均在标况下测得)( )A.NO2和O2 2L,1L | B.NO和O2,L 1L | C.只有O2,1.12L | D.只有NO,约1.5L |
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甲、乙两个研究小组,用以下两种方法由Cu粉制Cu(NO3)2溶液. (1)甲组用a g Cu粉,在加热条件下,与空气充分反应,然后将生成的CuO全部溶于适量的稀HNO3溶液中,制得Cu(NO3)2溶液.则消耗的O2的物质的量是______,消耗的HNO3的物质的量是______ (2)乙组用a g Cu粉全部溶于一定量的浓HNO3中,测得生成的气体在标准状况下体积为b L (不考虑NO2转化成N2O4).则消耗的HNO3的物质的量是______mol.为消除污染,将生成的气体通入水中并同时通入O2,使生成的气体完全溶于水,则消耗O2的物质的量是______mol;若将生成的气体通入NaOH溶液中,气体被完全吸收,产物只有NaNO3、NaNO2和H2O,则生成NaNO2的物质的量是______mol. |
现将35g锌粉与少量浓硫酸在加热条件下充分反应,共收集到混合气体11.2L(标准状况),其质量为19.6g,则过剩的锌粉的质量为( ) |
酸工业生产中的尾气可用纯碱溶液吸收,有关的化学反应为: 2NO2+Na2CO3→NaNO2+NaNO3+CO2↑ ① NO+NO2+Na2CO3→2NaNO2+CO2↑ ② (1)根据反应①,每产生22.4L(标准状况下)CO2,吸收液质量将增加______g. (2)配制1000g质量分数为21.2%的纯碱吸收液,需Na2CO3•10H2O多少克? (3)现有1000g质量分数为21.2%的纯碱吸收液,吸收硝酸工业尾气,每产生22.4L(标准状况)CO2时,吸收液质量就增加44g. ①计算吸收液中NaNO2和NaNO3物质的量之比. ②1000g质量分数为21.2%的纯碱在20℃经充分吸收硝酸工业尾气后,蒸发掉688g水,冷却到0℃,最多可析出NaNO2多少克?(0℃时,NaNO2的溶解度为71.2g/100g水) |
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