Question

硝酸是一種重要的工業原料，工業制硝酸的關鍵是氨的催化氧化，與硝酸工業相關的過程中產生的氮氧化物的處理與應用也是科學研究的熱點。
I．圖10、圖11分別是實驗室模擬合成氨及氨催化氧化的裝置

（1）氮氣和氫氣通過圖10裝置，該裝置中濃硫酸的作用是控制氣體流速和   。
（2）用圖11裝置吸收一段時間氨后，再通入空氣，同時將已經加熱的鉑絲插入乙裝置的錐形瓶內，鉑絲保持紅熱的原因是       ，寫出該裝置中氨氧化的化學方程式   。反應結束后錐形瓶內的溶液中含有H^＋、OH^－、    離子、    離子。
II．下列有關硝酸事實的解釋合理的是

A．濃硝酸通常保存在棕色的試劑瓶中，說明濃硝酸不穩定

B．足量鐵與稀硝酸反應后溶液呈淺綠色，說明稀硝酸不能氧化亞鐵離子

C．不用濃硝酸與銅屑反應來制取硝酸銅，說明濃硝酸具有揮發性

D．不用鋅與稀硝酸反應制取氫氣，說明稀硝酸能將鋅鈍化

工業生產硝酸的尾氣中含有氮氧化物NO_x（NO和NO₂的混合物，假設不含N₂O₄），對生態環境和人類健康帶來較大的威脅。
（1）工業上常用Na₂CO₃溶液吸收法處理NO_x 。
已知：NO不能與Na₂CO₃溶液反應   
NO + NO₂ + Na₂CO₃ = 2NaNO₂ + CO₂         ① 
2NO₂ + Na₂CO₃ = NaNO₂ + NaNO₃ + CO₂   ②
用足量的Na₂CO₃溶液完全吸收NO_x，每產生5.6L（標準狀況）CO₂（全部逸出）時，吸收液質量就增加10g，則NO_x中的x值為         。
（2）尿素也可用于吸收處理NO_x，其反應原理為：
NO＋NO₂＋H₂O＝2HNO₂     
2HNO₂＋CO(NH₂)₂＝2N₂↑＋CO₂↑＋3H₂O。
當混合氣體中NO、NO₂按上述反應中系數比時吸收效果最佳。若混合氣體中V(NO)∶V(NO₂)＝3∶1時，可通入一定量的空氣，同溫同壓下，V(空氣)∶V(NO)＝   （空氣中氧氣的體積含量約為20%）。

Answer 1

I．（1）干燥混合氣體 （2分） 
（2）氨的氧化反應是一個放熱反應 （2分）；  4NH₃十5O₂4NO＋6H₂O。（2分）
NH₄^＋  （1分）， NO₃^－  （1分）
II． A （2分）
（1） 1.75 （2分）
（2）5:6（2分）

試題分析；（1）濃硫酸具有干燥的作用所以(1)的答案為干燥混合氣體（2）鉑絲保持紅熱說明這個反應時放熱反應，氨氣溶于水形成氨水，故溶液中會存在銨根離子，一氧化氮會被氧氣氧化生成二氧化氮，二氧化氮溶于水生產硝酸，故溶液中會存在硝酸根離子。II．硝酸不管是稀得還是濃的他都具有強的氧化性，故B選項是錯誤的。不用濃硝酸來制備硝酸銅主要是因為該反應會釋放出污染大氣的二氧化氮氣體，與硝酸的揮發性無關，故C選項是錯誤的。而D選項主要是金屬與硝酸反應不會生成氫氣。所以答案選A（1）據題意可知2NO_X—CO_2，而逸出出來的二氧化碳為0.25摩爾即11克，故NO_X為0.5摩爾，據題意可知NO_X的質量為二氧化碳的質量加上碳酸鈉溶液增加的質量即21克，再根據物質的量等于質量處于摩爾質量可求出X為1.75.（2）由題意可知一氧化氮與二氧化氮的比例關系為1；1時吸收效果最好由反應方程式2NO+O₂=2NO₂及題意，我們可以設一氧化氮轉化成二氧化氮X摩爾，則3-X=1+X，推算得出X為1則。說明消耗氧氣0.5摩爾即空氣2.5摩爾。所以V(空氣)∶V(NO)=5；6