Question

某厂平均每天产生约600m³废氨水（NH₃的浓度为153mg?L^-1，密度为1g?cm^-3．）
（1）该废氨水中氨的物质的量浓度为

 

．
（2）对废氨水进行加热蒸发得到NH₃，使废氨水中的NH₃的浓度降为17mg?L^-1．忽略蒸发前后废氨水体积变化，则上述体积的废氨水蒸发出来的NH₃的物质的量为

 

．（以下计算结果均保留两位小数）
（3）蒸发得到的NH₃可用于制备NO．4NH₃+5O₂→4NO+6H₂O；（不考虑NO与氧气的反应），设空气中氧气的体积分数为0.20，氮气体积分数为0.80．
①为使NH₃恰好完全氧化为NO，氨-空气混合物中氨的体积分数为

 

．
②氨催化氧化制取NO同时会发生副反应：4NH₃+3O₂→2N₂+6H₂O．将1L NH₃混合10L空气后通入反应器，反应完成后，测得混合气体中不含NH₃，而O₂和N₂的物质的量之比为1：10，试求参加主反应的氨占原料氨的体积百分含量．
（4）废氨水可用于脱除烟气中的SO₂．氨水吸收烟气中SO₂经氧化后生成（NH₄）₂SO₄和NH₄HSO₄混合物．现称取不同质量的混合物进行实验，结果如下：

NaOH溶液体积/mL（含0.13molNaOH）	40.00	40.00	40.00
样品质量/g	7.75	15.50	23.25
氨气质量/g	1.87	1.87	1.7

试计算生成氨气的质量最大时样品的质量．

Answer 1

考点：化学方程式的有关计算,物质的量浓度的相关计算

专题：计算题

分析：（1）根据根据该氨水浓度为153mg?L^-1，结合n=

m

M

、c=

n

V

计算；
（2）600m³废氨水，结合m=ρV、n=cV计算；
（3）①使NH₃恰好完全氧化为NO，根据氨气计算需要氧气的量，再根据体积分数公式进行计算；
②主反应为4NH₃+5O₂=4NO+6H₂O，副反应为4NH₃+3O₂=2N₂+6H₂O，混合气体中不含NH₃，氨气完全反应，结合O₂和N₂的物质的量之比为1：10计算；
（4）由表格数据可知，固体质量越大，生成氨气越少，先发生H⁺+OH^-=H₂O，生成氨气质量最大为1.87g，样品质量增大1倍，氨气的质量不变，可知第一组数据中样品完全反应，利用NaOH完全反应计算生成氨气的质量最大时样品的质量，以此计算．

解答： 解：（1）NH₃的浓度为153mg?L^-1，密度为1g?cm^-3，取1L，则含氨气153mg，则氨气的物质的量为：n=

153×10-3g

17g/mol

=9×10^-3mol，该废氨水中氨的物质的量浓度为c=

9×10-3mol

1L

=9×10^-3mol/L，
故答案为：9×10^-3mol/L；
（2）n（NH₃）=

(153-17)mg/L

17g/mol

×10^-3g/mg×600m³×10³L/m³=4800 mol，故答案为：4800 mol；
（3）①根据氨气被氧气恰好完全氧化为NO的方程式，可假设氨气的体积是4L，设需要空气的体积为y，
4NH₃+5O₂

催化剂 .

△

4NO+6H₂O
4      5
4L   0.20y
y=

4L×5

4×0.20

L=25L，氨-空气混合物中氨的体积分数=

4L

4L+25L

≈0.14，
故答案为：0.14；
（2）设参加主反应NH₃的为x，副反应的NH₃为y，
4NH₃+5O₂=4NO+6H₂O   
4     5                        
x     

5x

4

                    
4NH₃+3O₂=2N₂+6H₂O
4    3    2
y  

3y

4

  

y

2

则

x+y=1 2- 5x 4 - 3y 4 8+ y 2 = 1 10

，解得x=0.89，
所以参加主反应的氨占原料氨的体积百分含量为

0.89

1

×100%=89%，
答：参加主反应的氨占原料氨的体积百分含量为89%；
（4）由表格数据可知，固体质量越大，生成氨气越少，先发生H⁺+OH^-=H₂O，生成氨气质量最大为1.87g，样品质量增大1倍，氨气的质量不变，可知第一组数据中样品完全反应，设（NH₄）₂SO₄、NH₄HSO₄的物质的量分别为x、y，

2x+y= 1.87g 17g/mol 132x+115y=7.75

，
解得x=n[（NH₄）₂SO₄]=0.05mol，
y=n（NH₄HSO₄）=0.01mol，
则混合物溶解后，溶液中n（NH₄⁺）：n（H⁺）=11：1，
40.00 mL NaOH 溶液中n（NaOH）=0.13mol，NaOH完全反应生成氨气最大，则
n（H⁺）+11×n（H⁺）=0.13mol，
n（H⁺）=0.13mol×

1

12

=n（NH₄HSO₄），n[（NH₄）₂SO₄]=0.13mol×

5

12

，
混合物质量为0.13mol×

1

12

×115g/mol+0.13mol×

5

12

×135g/mol=8.40g，
答：生成氨气的质量最大时样品的质量为8.40g．

点评：本题考查化学反应方程式及物质的量的有关计算，为高频考点，把握发生的反应及物质的量为中心的基本计算为解答的关键，侧重分析与计算能力的考查，题目难度较大，（4）为解答的难点．