Question

【題目】Ⅰ.工業上用氨催化氧化制硝酸。

（1）由氨氧化制備硝酸的第一步反應的化學方程式：______________

（2）由于二氧化氮不能被水完全吸收，因此生成的氣體須經過多次氧化、吸收的循環操作，使其充分轉化為硝酸（如果不考慮生產過程中的其它損失）．

①從理論上分析，要使氨氣完全轉化為硝酸，則原料氨氣和氧氣物質的量的投料比至少為____．

②如果按理論上的原料比將原料放在一個具有反應條件的密閉容器中進行，所有物質不與外界交換，則最后所得溶液的質量分數為______．

Ⅱ.某學習小組為了模擬工業上氨氧化制硝酸，用下列儀器進行實驗：

C裝置可以加熱，回答下列問題：

（3）裝置圖中虛線方框內必要儀器的名稱和所盛試劑分別為_________

（4）A處的玻璃導管設置成可上下抽動的原因__________________

（5）實驗中在D中觀察到的實驗現象是____________

（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、堿石灰（4）控制氨氣和氧氣的體積比（5）出現紅棕色（6）吸收尾氣漏斗上方空間大，可容納大量水，水進入漏斗中，燒杯內水面下降，與漏斗邊緣脫離，漏斗中水回流至燒杯

【解析】(1)氨在催化劑的作用下被氧氣氧化為NO，發生反應的化學方程式為4NH3+5O2 4NO+6H2O；

(2)①由4NH3+5O2 4NO+6H2O、4NO+3O2+2H2O=4HNO3，可得：NH3+2O2=HNO3+H2O，則原料氨氣和氧氣物質的量的投料比為1︰2；

②由4NH3+5O2 4NO+6H2O、4NO+3O2+2H2O=4HNO3，可得：NH3+2O2=HNO3+H2O，則按理論上的原料比將原料放在一個具有反應條件的密閉容器中進行，所有物質不與外界交換，則生成1molHNO3時，水是也是1mol，則硝酸的質量分數為：×100%=77.8%；

Ⅱ.(3)裝置A中所制NH3混有水汽，需要干燥，則虛線方框內為裝有堿石灰的干燥管。

(4)通過A處玻璃導管上下抽動達到控制氨氣和氧氣的體積比的效果；

(5)氨催化氧化生成的NO遇空氣中的O2，立即生成紅棕色的NO2，在D中觀察到混合氣體變為紅棕色；

(6)E中NaOH溶液可吸收氮氧化物的尾氣，防止污染空氣，E中倒置漏斗可防倒吸，能防倒吸的原因是漏斗上方空間大，可容納大量水，水進入漏斗中，燒杯內水面下降，與漏斗邊緣脫離，漏斗中水回流至燒杯。