Question

【题目】硝酸与合成氨工业密切相关，氨氧化法是工业生产中制取硝酸的主要途径．完成下列计算：
（1）合成氨时，假设100L的氮气与氢气（体积比为1：3）的混合气体通过氨合成塔充分反应后，体积变为90L，则氮气的转化率为 ． （写出计算过程，计算结果请用百分数表示）
（2）标准状况下，将500L氨气溶于1L水中形成氨水，则此氨水质量分数为 ． （写出计算过程，计算结果请用百分数表示，并保留1位小数）
（3）氨氧化法是将氨和空气的混合气通过灼热的铂铑合金网，在合金网的催化下，氨被氧化成一氧化氮（NO）．此时温度很高，水以水蒸气的形式存在，NO也不与O2反应．若氨气与氧气物质的量之比为1：1.7时，氨的转化率可达95%，计算反应后NO的体积分数 ． （设氧气在空气中的体积分数为20%，写出计算过程，计算结果请用百分数表示并保留1位小数）
（4）一氧化氮继续氧化为二氧化氮，二氧化氮溶于水可得硝酸．为测定某18K金样品的组成，将2.832g样品粉碎后投入足量的浓硝酸中，充分溶解后，收集到NO2和N2O4的混合气体224mL（折算至标准状况，下同），将该混合气体与84mL O2混合后缓缓通入水中，恰好被完全吸收．（ 已知金不溶于浓硝酸） 填写该18K金的成分表（写出计算过程，计算结果请用百分数表示并保留1位小数，若不含该金属则填0）．

18K金成分	Au	Ag	Cu
含量（质量分数）	75%

Answer 1

【答案】
（1）20%
（2）27.5%
（3）9.8%
（4）11.44%；13.56%
【解析】解：（1）根据反应方程式

N2+3H2	2NH3
1	2
V变	100﹣90

所以V变= =5L，
所以转化率为= ═ ×100%=20%，所以答案是：20%；（2）n= = =22.32mol，所以m=nM=22.32mol×17g/mol=379.46g，所以氨水质量分数为： ×100%=27.5%，所以答案是：27.5%；（3）由反应4NH3+5O24NO+6H2O（g），设氧气的体积为1.7，所以空气体积为：8.5，氨气体积为1，氨的转化率可达95%，所以反应的氨气体积为0.95，由反应方程式可知生成一氧化氮的体积为0.95，增加的体积为： =0.238，所以反应后NO的体积分数为： ×100%=9.8%，所以答案是：9.8%；（4）合金中其它金属的质量=2.832g×（1﹣75%）=0.708g，假设与硝酸反应的金属全部是银，则银的质量= =1.642g＞0.708g，假设与硝酸反应的金属全部是铜，则铜的质量= =0.486g＜0.708g，则合金中还有Cu和Ag，设银的质量为m，则铜的质量=0.708﹣m，根据转移电子守恒得 ×2+ 0.0038mol×4，m=0.324g，银的质量分数= ×100%=11.44%，则铜的质量分数=25%﹣11.44%=13.56%，所以答案是：11.44%；13.56%．