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NH3催化氧化法生产硝酸，HNO3是极其重要的化工原料．工业上制备HNO3采用NH3催化氧化法、是将中间产生的NO2在密闭容器中多次循环用水吸收制备的．
用此方法制备的HNO3为稀HNO3，将它用水稀释或蒸馏、浓缩可制得不同浓度的HNO3．实验证明：不同浓度的HNO3与同一金属反应可生成不同的还原产物．例如，镁与硝酸反应实验中，测得其气体产物有H2、N2，NO、NO2，液体产物有Mg(NO3)2，NH4NO3和H2O．生成这些产物的HNO3浓度范围为：
H2：c＜6.6 mol·L－1；N2和NH4+：c＜10 mol·L－1；NO：0.1 mol·L－1＜c＜10 mol·L－1；NO2：c＞0.1 mol·L－1．各气体产物成分及含量随HNO3浓度变化曲线如图所示．
①写出Mg与11mol·L－1的HNO3反应的方程式．
②960 mg Mg与0.1 L 4 mol·L－1的HNO3恰好完全反应，收集到224 mL气体(标准状况)，试通过计算写出反应方程式．
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由图像知当硝酸浓度大于10 mol·L－1时，其还原产物为NO2，则可写出 Mg＋4HNO3 n(Mg)＝ 由图像可知n(NO)∶n(N2)∶n(NO2)∶n(H2)＝5∶3∶1∶1，则n(NO)＝0.005 mol．n(N2)＝0.003 mol，n(NO2)＝0.001 mol，n(H2)＝0.001 mol；同时还原产物还有NH4+，设其物质的量为y，由电子得失守恒关系：2×0.04＝3×0.005＋10×0.003＋1×0.001＋2×0.001＋8y 40Mg＋100HNO3 |
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HNO3是极其重要的化工原料．工业上制备HNO3采用NH3催化氧化法，将中间产生的NO2在密闭容器中多次循环用水吸收制备的．查看答案和解析>>
科目：高中化学 来源： 题型：
(14分)HNO3是极其重要的化工原料。工业上制备HNO3采用NH3催化氧化法，将中间产生的NO2在密闭容器中多次循环用水吸收制备的。(1)工业上用水吸收二氧化氮生产硝酸，生成的气体经过多次氧化、吸收的循环操作使其充分转化为硝酸(假定上述过程中无其它损失)。
① 试写出上述反应的化学方程式。
② 设循环操作的次数为n，试写出NO2→HNO3转化率与循环操作的次数n之间关系的数学表达式。
③ 计算一定量的二氧化氮气体要经过多少次循环操作，才能使95％的二氧化氮转变为硝酸？
(2) 上述方法制备的HNO3为稀硝酸，将它用水稀释或蒸馏、浓缩可制得不同浓度的HNO3。实验证明：不同浓度的HNO3与同一金属反应可生成不同的还原产物。例如，镁与硝酸反应实验中，测得其气相产物有H2、N2、NO、NO2，液相产物有Mg(NO3)2，NH4NO3和H2O。生成这些产物的HNO3浓度范围为：H2：c<6.6 mol/L；N2和NH4+：c<10 mol/L；NO：0.1 mol/L<c<10 mol/L；NO2：c>0.1 mol/L。各气相产物成分及含量随HNO3浓度变化曲线如下图所示。
④ 写出Mg与11 mol/L的HNO3反应的方程式；
⑤ 960 mg Mg与一定体积4 mol/L的HNO3恰好完全反应，收集到224 mL气体(S.T.P)气体，试通过计算写出反应方程式。
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Mg(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
＝0.04 moL n(气体)＝
＝0.01 moL
y＝0.004即NH4NO3为0.004 mol；由镁元素原子个数守恒，可知生成Mg(NO3)2 0.04 mol，最后可写出：