- 硝酸在化学工业上的应用
- 共70题
开学初，小源到建设银行营业网点兑换了此前在网上预约的中国高铁纪念币。这枚纪念币由中国人民银行发行，面额10元，每人限兑20枚，且需要提前预约。小源打算与班上同学分享自己的喜悦。他可以向大家这样介绍
①纪念币面额和实际购买力都是由中国人民银行规定的
②纪念币可以直接购买商品，也具有支付手段等货币职能
③纪念币发行量有限，具有一定的收藏价值和升值空间
④纪念币不能与同面额人民币等值流通，必须在规定时间地点使用
正确答案
解析
①错误，国家无权规定纪念币的实际购买力；④错误，纪念币与同面额人民币等值流通，在任何时间地点都可使用；由中国人民银行发行的纪念币属于法定货币，可以直接购买商品，也具有支付手段等货币职能，因其发行量有限，具有一定的收藏价值和升值空间，故②③正确。
知识点
硝酸钠为无色透明或淡黄色菱形晶体，主要用于制造硝酸钾、炸药、苦味酸和其他硝酸盐．其生产方法主要有硝酸尾气吸收法、离子交换法、中和法和复分解法．
（1）硝酸尾气吸收法是利用碱溶液吸收汽车尾气，该方法的优点是______．
（2）使用复分解法制备硝酸钠的流程如下：
①反应器和除钙器中发生反应的化学方程式分别为：______；______．
②酸化槽中，应加硝酸调节pH=______，才能使杂质除去，又减少硝酸的浪费；为提高酸化除杂的效率，除了适当提高硝酸浓度外，还可以采取的措施是______．
③研究生产过程中水、硫酸钠、碳酸钠的用量与硝酸钠浸出率之间的关系，其中水加入量对硝酸钠浸出率的影响的实验结果见下表：
从表中得出结论，在实际生产中水和硝酸钙的比为1：1时最佳，你觉得原因是：______．
（3）用硝酸钠、木炭、硫磺也可以制得威力巨大的火药，爆炸时产生一种单质，一种氧化物以及一种金属硫化物，其中，除硝酸钠之外，另外一种氧化剂和还原剂的比为1：3，请写出该反应的方程式______．
（4）硝酸钠在加热条件下发生分解产生亚硝酸钠（NaNO2），某同学进行该实验得到粗产品，取2.000g产品配成l00.00mL溶液，取25.00mL溶液，用0．l000mol/L的酸性高锰酸钾溶液进行滴定，重复实验4次，平均消耗酸性高锰酸钾溶液的体积为19.50mL，则粗产品中亚硝酸钠的质量百分含量为为______．
（摩尔质量：NaNO2-69g/mol）
正确答案
解析
解：（1）硝酸尾气吸收法是利用碱溶液吸收汽车尾气，有利于对尾气进行回收利用，减小大气污染，故答案为：对尾气进行回收利用，减小污染；
（2）①洗涤液中碳酸钠和硫酸钠与硝酸钙发生复分解反应，生成难溶的碳酸钙和硫酸钙，反应方程式为：Ca（NO3）2+Na2SO4=CaSO4↓+2NaNO3，Na2CO3+Ca（NO3）2=CaCO3↓+2NaNO3，故答案为：Ca（NO3）2+Na2SO4=CaSO4↓+2NaNO3；Na2CO3+Ca（NO3）2=CaCO3↓+2NaNO3；
②为减少硝酸的浪费，所以的硝酸盐呈中性，所以应加硝酸调节溶液呈中性，所以调节pH=7；可通过提高硝酸浓度、增加接触面积和升高反应液的温度来加快化学反应速率，则可以搅拌、适当升高温度，故答案为：7；可以搅拌、适当升高温度；
③由表可知水的比重越小，浸出率越低，水的比重越大浸出率越高，但加水多后续蒸发要消耗大量的热能，故答案为：加水太少，硝酸钠浸出率低；加水太多，蒸发结晶时耗费太多能源，导致成本提高；
（3）用硝酸钠、木炭、硫磺也可以制得威力巨大的火药，爆炸时产生一种单质是氮气，一种氧化物是二氧化碳以及Na2S，其中，除硝酸钠之外，另外一种氧化剂硫和还原剂碳的物质的量之比为1：3，所以方程式为：2NaNO3+S+3C=Na2S+N2↑+3CO2↑，故答案为：2NaNO3+S+3C=Na2S+N2↑+3CO2↑；
（4）KMnO4溶液可将NO2-氧化为NO3-，MnO4-还原成Mn2+，所以发生反应为：
2KMnO4 ～～～～～～～5NaNO2，
2 5
0．l000mol/L×19.50×10-3L n（NaNO2）
n（NaNO2）=
故答案为：67.27%．
硝酸的工业制法：______原理：______（写出化学方程式）．硝酸厂的尾气主要是______，尾气处理的方法是______．
正确答案
催化氧化
N2+3H2
NO和NO2
用碱溶液吸收
解析
解：工业制硝酸：首先制氨气，在高温高压催化剂的条件下，氮气和氢气反应生成氨气，化学方程式为：N2+3H2
氨气与氧气反应生成NO，反应为：4NH3+5O2
故答案为：催化氧化；N2+3H2
南美洲干旱地区有智利硝石，是制取炸药的重要原料，其主要成分是NaNO3，还含少量NaIO3等可溶盐和不容物．NaNO3溶于水时溶液的温度降低．
（1）以下操作可从智利硝石分理出NaNO3：溶解、______．
（2）用NaNO3和浓硫酸反应可以制取硝酸，反应的化学方程式为______；热的硝酸会腐蚀橡胶，制取装置中应该用______代替胶管和胶塞．
（3）智利硝石资源有限（曾引起过南太平洋战争），现在工业上制NaNO3主要采用化学合成的方法，涉及的工业制备有（请结合课本知识回答）______、制硝酸、______等；写出工业制硝酸的化学方程式______、______．
正确答案
解析
解：（1）智利硝石其主要成分是NaNO3，还含少量NaIO3等可溶盐和不溶物，从智利硝石分离出NaNO3，的实验步骤为溶解过滤除去不溶性杂质，通过蒸发浓缩，冷却结晶，过滤洗涤，干燥分离得到较纯净的硝酸钠，
故答案为：过滤、蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥；
（2）用NaNO3和浓硫酸反应可以生成硝酸和硫酸氢钠，反应的化学方程式为：NaNO3+H2SO4=NaHSO4+2HNO3↑，硝酸具有氢氧化性能氧化橡胶，热的硝酸会腐蚀橡胶，制取装置中应该用磨砂接口代替胶管和胶塞，
故答案为：NaNO3+H2SO4
（3）现在工业上制NaNO3主要采用化学合成的方法，涉及的工业制备有氮气和氢气合成氨，氨气催化氧化生成一氧化氮和水，一氧化氮氧化为二氧化氮，二氧化氮溶于水生成硝酸，为充分吸收通入水中的氧气和一氧化氮体积比为3：4，工业制硝酸的化学方程式为：4NH3+5O2
故答案为：合成氨；氯碱工业；4NH3+5O2
工业上利用氨催化氧化法可制取硝酸，加入脱水剂后制得较高浓度的硝酸．以17吨氨作为原料，假设NH3全部转化为HNO3．
（1）写出NH3完全转化为HNO3的总化学反应方程式______
（2）生产过程中需加水吸收，如果与加入脱水剂后脱去水的量相等，则所得硝酸溶液的质量分数为多少？
（3）如果生产中同时制得50%的硝酸m1吨和90%的硝酸m2吨（脱去的水可循环使用，制得较低浓度的稀硝酸），若共加入27吨水，请问m1与m2的质量之比为多少？（要有简单的计算过程）
正确答案
解析
解：（1）氨催化氧化法制硝酸的步骤：氨气催化氧化为一氧化氮、一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮、二氧化氮和水反应生成硝酸，将以上步骤合并得到：NH3+2O2=HNO3+H2O，
故答案为：NH3+2O2=HNO3+H2O；
（2）根据化学方程式：NH3+2O2=HNO3+H2O，生产过程中需加水的量与加入脱水剂后脱去水的量相等，则硝酸的质量分数=
答：所得硝酸溶液的质量分数为77.8%；
（3）根据化学方程式：NH3+2O2=HNO3+H2O，同时制得50%的硝酸m1吨和90%的硝酸m2吨时，则
硝酸质量关系：0.5m1+0.9m2=63
水的质量关系：0.5m1+（1-0.9）m2=27+18
解得：m1=85.5吨、m2=22.5吨，
所以
答：m1与m2的质量之比为19：5．
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