Question

某课外小组模拟工业流程设计了如下实验装置制备硝酸（所有橡胶制品均已被保护）．
（1）分别写出工业上用氨气制取NO及实验室用浓硝酸制取NO₂的化学方程式：

 

（2）连接好该装置后，首先进行的操作是：

 

（3）通入a气体的目的是：

 

（4）盛有Na₂CO₃溶液的烧杯为尾气处理装置，该装置中反应的化学方程式是：

 

NO₂+

 

Na₂CO₃+

 

H₂O═NaNO₂+

 

+

 

；
已知：NO₂可被NaOH溶液完全吸收，而NO不能被吸收，但当NO₂与NO按一定的比例混合时，可被NaOH溶液完全吸收，则此时NO₂与NO的物质的量比例关系是：

 

（5）用N₂O₄代替NO₂与水和a气体反应可生成硝酸，此反应的化学方程式是：

 

．

Answer 1

考点：实验装置综合,硝酸的化学性质

专题：实验题,元素及其化合物

分析：（1）工业上用氨气的催化氧化制取NO，铜与浓硝酸反应生成硝酸铜和二氧化氮与水；
（2）连接好装置后先要检验装置的气密性；
（3）通入氧气可以提高二氧化氮的转化率；
（4）根据元素守恒和得失电子守恒分析；
（5）N₂O₄为NO₂偶合反应得到的，故与NO₂具有相似的性质，依据NO₂与水和氧气的反应书写即可．

解答： 解：（1）工业上用氨气的催化氧化制取NO，反应方程式为：4NH₃+5O₂

催化剂 .

△

4NO+6H₂O，铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水，反应方程式为：Cu+4HNO₃=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O，
故答案为：4NH₃+5O₂

催化剂 .

△

4NO+6H₂O，Cu+4HNO₃=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O；
（2）连接好装置后先要检验装置的气密性，当装置气密性良好才能进一步进行实验，
故答案为：检验装置的气密性；
（3）二氧化氮通入水中会生成硝酸和一氧化氮，再通氧气可以使一氧化氮转化为二氧化氮从而提高了NO₂的转化率，
故答案为：提高NO₂的转化率；
（4）根据元素守恒和得失电子守恒分析，2NO₂和水反应生成硝酸，硝酸与碳酸钠反应生成硝酸钠和二氧化碳，
其反应方程为：2NO₂+2Na₂CO₃+H₂O=NaNO₂+NaNO₃+2NaHCO₃，NO₂与NO按一定的比例混合时，可被NaOH溶液完全吸收，化学反应方程式为：NO₂+NO+NaOH=NaNO₂+H₂O，由于NO不溶，故NO₂应至少等于NO，
故答案为：2、2、1、NaNO₃、2NaHCO₃；

c(NO2)

c(NO)

≥1； 
（5）N₂O₄类似NO₂，NO₂与水和氧气反应生成硝酸，故N₂O₄可以发生反应：2N₂O₄+O₂+2H₂O=4HNO₃，故答案为：2N₂O₄+O₂+2H₂O=4HNO₃．

点评：本题考查了硝酸的制备，侧重于氨的催化氧化、基本实验操作、化学方程式的书写的考查，题目难度一般．