Question

【題目】硝酸銨是一種常用的化肥，其工業生產流程如圖，請回答下列問題。

（1）寫出反應容器B中發生反應的化學方程式：____。

（2）吸收塔C中通入空氣的目的是___；C、D兩個反應容器中發生的反應，屬于氧化還原反應的是___(填反應容器代號)。

（3）濃硝酸一般保存在棕色試劑瓶里，并放置在陰涼處，用化學方程式解釋原因：___。

（4）碳與濃硝酸反應的化學方程式是_____。

（5）將128g銅置于一定量的濃硝酸中并微熱。當銅片完全消失時，共收集到NO2和NO的混合氣體44.8L(標準狀況)。

①寫出上述過程中，有關反應的離子方程式：____、____。

②完成該反應至少需要量取10mol·L－1的濃硝酸_____mL。

③混合氣體中NO2的體積為____L，NO的體積為____L(均為標準狀況下)。

④將收集上述氣體的容器倒扣在盛有水的水槽中，并向其中緩慢通入O2使其充分反應，若要使溶液恰好充滿容器，則理論上需要參加反應的O2的物質的量為____mol。

Answer 1

【答案】4NH3＋5O24NO＋6H2O 將一氧化氮氧化成二氧化氮 C 4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O C＋4HNO3(濃)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O Cu＋4H＋＋2NO3-=Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O 3Cu＋8H＋＋2NO3-=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O 600 22.4 22.4 1

【解析】

（1）反應容器B中氨氣發生催化氧化反應；

（2）吸收塔中NO被氧氣氧化為NO2，進而與水反應生成硝酸；有元素化合價變化的反應是氧化還原反應；

（3）濃硝酸見光易分解；

（4）碳與濃硝酸反應生成二氧化碳、二氧化氮、水；

（5）①銅與濃硝酸反應生成硝酸銅、二氧化氮、水；銅與稀硝酸反應生成硝酸銅、一氧化氮、水；

②根據氮元素守恒計算硝酸的體積；

③根據得失電子守恒計算NO2、NO的體積；

④反應最后又生成HNO3，縱觀整個過程可知，銅提供的電子等于氧氣獲得的電子，據此計算需要氧氣的物質的量。

（1）反應容器B中氨氣發生催化氧化反應生成NO和H2O，反應方程式是4NH3＋5O24NO＋6H2O；

（2）吸收塔中NO被氧氣氧化為NO2，進而生成硝酸，所以吸收塔C中通入空氣的目的是將一氧化氮氧化成二氧化氮；有元素化合價變化的反應是氧化還原反應，C中發生反應4NO+3O2+2H2O=4HNO3，N、O元素化合價變化，屬于氧化還原反應；D中發生反應NH3+ HNO3=NH4NO3，元素化合價不變，屬于非氧化還原反應；

（3）濃硝酸見光發生分解反應4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O，所以濃硝酸一般保存在棕色試劑瓶里，并放置在陰涼處；

（4）碳與濃硝酸反應生成二氧化碳、二氧化氮、水，反應方程式是C＋4HNO3(濃)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O；

（5）①銅與濃硝酸反應生成硝酸銅、二氧化氮、水，反應的離子方程式是Cu＋4H＋＋2NO3-=Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O；銅與稀硝酸反應生成硝酸銅、一氧化氮、水，反應的離子方程式是3Cu＋8H＋＋2NO3-=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O；

②128g銅的物質的量是 ，根據Cu(NO3)2~~~Cu2+~~~~~2NO3-，表現酸性的硝酸4mol，共收集到NO2和NO的混合氣體44.8L(標準狀況)，表現氧化性的硝酸 ，所以參加反應的硝酸共6mol，則硝酸的體積是=600 mL；

③設NO2的體積是xL，則NO的體積是44.8L－xL，根據得失電子守恒n(NO2)×1+n(NO) ×3=n(Cu) ×2； ，x=22.4L，所以混合氣體中NO2的體積為22.4L，NO的體積為22.4L(均為標準狀況下)；

④根據銅提供的電子等于氧氣獲得的電子建立關系式2Cu~~O2，2mol銅失電子數等于1mol O2得電子數，所以需要氧氣的體積是1mol。