2023年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)工業(yè)制取硝酸考點(diǎn)精練

10工業(yè)制取硝酸一．選擇題〔3〕以下物質(zhì)的制備與工業(yè)生產(chǎn)相符的是〔 〕①NH NO3②濃HCl Cl2

HNO3

漂白粉③MgCl〔aq〕無水MgCl2 2④飽和NaCl〔aq〕⑤鋁土礦NaAlO溶液2

MgNaHCONaCO3 2 3Al〔OH〕AlOAl．3 23A．①④⑤B．①③⑤C．②③④D．②④⑤與實(shí)際化工生產(chǎn)流程相符的表達(dá)是〔 〕制備硝酸的工業(yè)中，理論上氨中的氮元素100%轉(zhuǎn)化為了硝酸制備硫酸的工業(yè)尾氣用氫氧化鈉溶液吸取讓ClH中燃燒制氯化氫，將氯化氫氣體通入水中獲得鹽酸2 2工業(yè)上用電解熔融氯化鋁和冰晶石的混合物的方法得到鋁以下有關(guān)工業(yè)生產(chǎn)的表達(dá)正確的選項(xiàng)是〔 〕硝酸工業(yè)中，主要設(shè)備有熱交換器、轉(zhuǎn)化器和沸騰爐硫酸工業(yè)中，在接觸室安裝熱交換器是為了利用SO轉(zhuǎn)化為HSO時(shí)放出的熱量3 2 4電解精煉銅時(shí)，同一時(shí)間內(nèi)陽極溶液銅的質(zhì)量與陰極析出銅的質(zhì)量相等電解飽和食鹽水制燒堿承受陽離子交換膜法，可防止陰極室產(chǎn)生的OH﹣進(jìn)入陽極室二．填空題〔3〕NO2在密閉容器中用水屢次反復(fù)循環(huán)吸取制備硝酸．〔1〕工業(yè)上用水吸取NO2生產(chǎn)HNO3，生成的氣體經(jīng)屢次氧化、吸取的循環(huán)操作充分轉(zhuǎn)化為硝酸〔假定上述過程無其他損失．試寫出上述反響的化學(xué)方程式： ．為了證明NO也可以與氧氣和水共同反響生成HNO3〔有關(guān)夾持裝置已略去．①檢查裝置氣密性良好后，為觀看到NO氣體生成，翻開K1，關(guān)閉K2，應(yīng)從U形管的長管口注入稀硝酸至 后，快速關(guān)閉K1，觀看到U形管內(nèi)的現(xiàn)象是 ．②裝置Ⅲ中發(fā)生反響的化學(xué)方程式為 ．③蘸NaOH溶液的棉花團(tuán)的作用是 ．④翻開K2，至裝置Ⅱ中長玻璃管中的氣體呈無色后，翻開K3，反響一段時(shí)間后，長玻璃管中并未布滿液體．設(shè)計(jì)簡潔方法檢驗(yàn)長玻璃管中的氣體是否含NO ．某化學(xué)課外小組模擬工業(yè)生產(chǎn)制取HNO，設(shè)計(jì)以以下圖所示裝置，其中a為一個(gè)可持續(xù)鼓入空氣的橡3皮球．請(qǐng)答復(fù)以下問題：〔1〕寫出裝置A中主要反響的化學(xué)方程式 ．檢查裝置A的氣密性：先將A中導(dǎo)管下端浸入水中，再 ．1molNO與液態(tài)水反響生成HNO溶液和NO45.5kJ，寫出該反響的熱化學(xué)方2 3程式 ，該反響是一個(gè)可逆反響，欲要提高NO的轉(zhuǎn)化率，可實(shí)行的措施是2A．上升溫度 B．降低溫度 C．增大壓強(qiáng) D．減小壓強(qiáng)試驗(yàn)完畢后，關(guān)閉止水夾b、c，將裝置D浸入冰水中，現(xiàn)象是 ．裝置C中濃HSO的作用是 ．2 4請(qǐng)你幫助該化學(xué)小組設(shè)計(jì)試驗(yàn)室制取NH的另一方案 〔用化學(xué)反響方程式表示．3硝酸工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)、國防工業(yè)和航天事業(yè)中占有重要地位．隨著化學(xué)纖維、近代有機(jī)合成、火箭、等工業(yè)的快速進(jìn)展，需要使用大量的硝酸．〔1〕工業(yè)生產(chǎn)中用鉑系金屬作為催化劑，用氨氧化法制取硝酸．寫出用鉑銠合金作催化劑由氨氧化制備硝酸的第一步反響的化學(xué)方程式 ．濃硝酸和濃硫酸的混合酸是有機(jī)合成中常用的硝化劑，寫出將苯滴入濃硝酸和濃硫酸混合液中，并在50℃﹣﹣60℃反響的化學(xué)方程式 ．銅既能與稀硝酸反響，也能與濃硝酸反響，當(dāng)銅與確定濃度硝酸反響時(shí)，可將方程式表示為：Cu+HNO→Cu〔NO〕+NO↑+NO↑+HO〔方程式未配平則硝酸在該反響中的作用是 如3 3 2 2 2果得到的NO和NO物質(zhì)的量一樣，寫出并配平該反響的離子方程式 ，0.6molCu被硝2酸完全溶解后，假設(shè)用排水法收集這些氣體，可得標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體體積為 ．三．解答題〔12〕工業(yè)上制取硝酸銨的流程圖如圖，請(qǐng)答復(fù)以下問題：〔1〕在上述工業(yè)制硝酸的生產(chǎn)中，B設(shè)備的名稱是 ，其中發(fā)生反響的化學(xué)方程式為 ．在合成硝酸的吸取塔中通入空氣的目的是 ．生產(chǎn)硝酸的過程中常會(huì)產(chǎn)生一些氮的氧化物，可用如下兩種方法處理：堿液吸取法：NO+NO+2NaOH═2NaNO+HO2 2 2NH復(fù)原法： NH+ NO N+ HO3 3 2\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;} 2 2①配平上述反響方程式；②以上兩種方法中，符合綠色化學(xué)的是 ．某化肥廠用NH制備NHNO．：由NH制NO96%、NOHNO92%，則制3 4 3 3 3HNO，所用去的NH的質(zhì)量占總耗NH質(zhì)量〔不考慮其它損耗〕的 %．3 3 3硝酸銨是一種重要的工業(yè)產(chǎn)品，某工廠制備硝酸銨的流程圖如下．請(qǐng)答復(fù)以下問題：〔1〕在上述工業(yè)制硝酸的生產(chǎn)中，B設(shè)備的名稱是 ，其中發(fā)生反響的化學(xué)方程式為 ．1909年化學(xué)家哈伯在試驗(yàn)室首次合成了氨，2023年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者格哈德?埃持爾在哈伯爭論根底上證明白氨氣與氮?dú)庠诠腆w催化劑外表合成氨的反響過程，示意圖如圖2：圖⑤表示生成的NH3離開催化劑外表，圖②和圖③的含義分別是 ．在合成氨的設(shè)備〔合成塔〕中，設(shè)置熱交換器的目的是 ；在合成硝酸的吸取塔中通入空氣的目的是 ．假設(shè)用NH3制取NO的轉(zhuǎn)化率為96%，NO轉(zhuǎn)化則制取HNO3的氨占全部氨的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為 ．NaNO，還含少量NaIO等可3 3溶鹽和不容物．NaNO溶于水時(shí)溶液的溫度降低．3〔1〕以下操作可從智利硝石分理出NaNO：溶解、 ．3用NaNO和濃硫酸反響可以制取硝酸反響的化學(xué)方程式為 ；熱的硝酸會(huì)腐蝕橡膠制3取裝置中應(yīng)當(dāng)用 代替膠管和膠塞．〔3〕智利硝石資源有限〔曾引起過南太平洋戰(zhàn)斗，現(xiàn)在工業(yè)上制NaNO主要承受化學(xué)合成的方法，3涉及的工業(yè)制備有〔請(qǐng)結(jié)合課本學(xué)問答復(fù)〕 、制硝酸、 等；寫出工業(yè)制硝酸的化學(xué)方程式 、 ．工業(yè)合成氨與制備硝酸可承受如圖1流程進(jìn)展聯(lián)合生產(chǎn)：〔1〕如圖2表示了298K時(shí)氮?dú)馀c氫氣合成氨反響過程中的能量變化．對(duì)于合成氨的反響以下說法正確的選項(xiàng)是 〔填編號(hào)．a(chǎn)．該反響在任意條件下都可以自發(fā)進(jìn)展b．參與催化劑，能使該反響的E△Hc．298K、398K時(shí)的化學(xué)平衡常數(shù)分別為K1、K2，則K1＞K2d．該反響屬于人工固氮在800℃時(shí)，氨與氧氣在氨氧化爐中反響的主要產(chǎn)物是NO和H2O．在實(shí)際生產(chǎn)中氨的氧化率與混合氣中氧氨比{氧氣與氨氣物質(zhì)的量比，以γ[n〔O2〕/n〔NH3〕3①在實(shí)際生產(chǎn)中，將γ 值維持在數(shù)值 之間為好．②實(shí)際生產(chǎn)中，通入氨氧化爐的是空氣，假設(shè)使氨的氧化率到達(dá)95%，應(yīng)把握氨在氨、空氣混合氣體中的體積分?jǐn)?shù)約_ 〔設(shè)氧氣占空氣的體積分?jǐn)?shù)為20．〔3〕由于二氧化氮不能被水完全吸取，因此生成的氣體須經(jīng)過屢次氧化、吸取的循環(huán)操作，使其充分轉(zhuǎn)化為硝酸〔假設(shè)不考慮生產(chǎn)過程中的其它損失．①從理論上分析，要使氨氣完全轉(zhuǎn)化為硝酸，則原料氨氣和氧氣物質(zhì)的量的投料比至少為 ．②假設(shè)按理論上的原料比將原料放在一個(gè)具有反響條件的密閉容器中進(jìn)展全部物質(zhì)不與外界交換，則最終所得溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 ．③循環(huán)操作的次數(shù)與二氧化氮生成硝酸的轉(zhuǎn)化率具有確定的數(shù)學(xué)關(guān)系．計(jì)算確定量的二氧化氮?dú)怏w大約要經(jīng)過 次循環(huán)操作，才能使二氧化氮的轉(zhuǎn)化率約為96%．HNO是極其重要的化工原料．工業(yè)上制備HNONH催化氧化法，將中間產(chǎn)生的NO在密閉容3 3 3 2器中屢次循環(huán)用水吸取制備的．〔1〕工業(yè)上用水吸取NO生產(chǎn)硝酸，生成的尾氣經(jīng)過屢次氧化、吸取的循環(huán)操作使其充分轉(zhuǎn)化為硝2酸〔假定上述過程中無其它損失．①試寫出上述反響的化學(xué)方程式 ．②設(shè)循環(huán)操作的次數(shù)為n次，試寫出NO→HNO轉(zhuǎn)化率a與循環(huán)次數(shù)n2 3式． ．用上述方法制備的HNO為稀HNO，將它用水稀釋或蒸餾、濃縮可制得不同濃度的HNO．試驗(yàn)證明：3 3 3不同濃度的HNO與同一金屬反響可生成不同的復(fù)原產(chǎn)物．例如鎂與硝酸反響試驗(yàn)中，測得其氣相產(chǎn)3HNNO、NO，液液中有Mg〔NO〕NHNOHO．生成這些產(chǎn)物的HNOHc2 2 2 3 2 4 3 2 3 2＜6.6mol/L；N和NH+：c＜10.0mol/L；NO：0.10mol/L＜c＜10.0mol/L；NOc＞2.0mol/L．各氣2 4 2體產(chǎn)物成分及含量隨HNO的濃度變化曲線如以下圖．3①寫出Mg與12mol/L的HNO反響的化學(xué)方程式 ．3②480mgMg與0.50L4.0mol/L的HNO充分反響，收集到112mL氣體SP．試通過計(jì)算寫出反響3化學(xué)方程式． ．氨、硝酸、硝酸銨、硝酸銅是重要的化工產(chǎn)品．工業(yè)合成氨與制備硝酸一般可連續(xù)生產(chǎn)，流程如流程圖：請(qǐng)答復(fù)以下問題：〔1〕吸取塔中通入空氣的作用是 ．以下可以代替硝酸鎂參與到蒸餾塔中的是 ．A．濃硫酸 B．氯化鈣 C．生石灰 D．硝酸亞鐵制硝酸尾氣中的氮氧化物常用尿素[CO〔NH〕NO、NO混合氣與水2 2 2反響生成亞硝酸，亞硝酸再與尿素[CO〔NH〕]反響生成CON2 2 2 2式： 、 ．〔3〕在氧化爐里，催化劑存在時(shí)氨氣和氧氣反響：4NH+5O═4NO+6HO4NH+3O═2N+6HO3 2 2 3 2 2 2在不同溫度時(shí)生成產(chǎn)物如圖一所示．在氧化爐里，反響溫度通常把握在800℃～900℃的理由是 ．如圖二所示裝置可用于電解NO制備NHNO，電解總反響方程式為 ，需補(bǔ)充氨氣4 3的理由是 ．工業(yè)上通常用銅與濃硝酸反響制得光譜純硝酸銅晶體〔化學(xué)式為Cu〔NO〕?3HO，摩爾質(zhì)量為242g/mo．

3 2 22 24 2c〔NO〕=0.0100mol/L．24現(xiàn)用確定量的Cu5.00L已到達(dá)平衡的NONO的混合氣體，理24 2論上生成光譜純硝酸銅晶體的質(zhì)量為 g．工業(yè)上以氨氣為原料〔鉑銠合金網(wǎng)為催化劑〕催化氧化法制硝酸的過程如下：〔1〕反響一經(jīng)發(fā)生，鉑銠合金網(wǎng)就會(huì)處于紅熱狀態(tài)．寫出氨催化氧化的化學(xué)方程式： 當(dāng)溫度上升時(shí)化學(xué)平衡常數(shù)K值 〔填“增大”“減小”或“不變”〕硝酸廠尾氣常用的處理方法是催化復(fù)原法：催化劑存在時(shí)用HNO復(fù)原為N2 2 2：2H〔g〕+O〔g〕=2HO〔g〕△H=akJ?mol﹣12 2 2N〔g〕+2O〔g〕=2NO〔g〕△H=bkJ?mol﹣12 2 2HO〔l〕=HO〔g〕△H=ckJ?mol﹣12 2則反響2NO〔〕+4H〔〕=N〔g+4H〔〕的△H= 〔用bc表示〕2 2 2 2〔3〕①氨氣是制取硝酸的重要原料，合成氨反響的化學(xué)方程式為N+3H 2NH，該反響在2 2 3固定容積的密閉容器中進(jìn)展以下各項(xiàng)標(biāo)志著該反響到達(dá)化學(xué)平衡狀態(tài)的〔填序號(hào)〕容器內(nèi)N2、H2、NH31：3：23v正〔N2〕=v逆〔H2〕容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變混合氣體的密度保持不變1molN≡N1molH﹣H②假設(shè)在恒溫條件下，將N2與H2按確定比例混合通入一個(gè)容積為2L的固定容積的密閉容器中，5min后反響達(dá)平衡，n〔N2〕=1mol，n〔H2〕=1mol，n〔NH3〕=2mol，則反響速率v〔N2〕= ，平衡常數(shù)K= ．假設(shè)保持容器的溫度和容積不變，將上述平衡體系中的混合氣體的濃度增大1倍則平衡 〔填“向左”“向右”或“下”〕移動(dòng)平衡常數(shù)K 〔填“變大”“變小”“不變”〕工業(yè)上用氨氣與空氣的混合氣在確定條件下制硝酸，發(fā)生的反響是：①4NH+5O→4NO+6HO3 2 2②4NO+3O+2HO→4HNO2 2 3設(shè)空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)為0.20，氮?dú)怏w積分?jǐn)?shù)為0.80，請(qǐng)完成以下填空及計(jì)算：〔1〕為使氨氣恰好完全氧化為一氧化氮，氨氣與空氣的混合氣中氨的體積分?jǐn)?shù)〔用小數(shù)表示〕為〔保存2位小數(shù)．現(xiàn)將1mol的氨氣與12mol的空氣混合反響，可得到硝酸 mol；向上述溶液中參與 mL20的硝酸〔密度為1.11g/m，才能得到69的硝酸溶液．現(xiàn)有100mol的原料氣，其中含氨氣為xmol，反響后生成的硝酸ymol．在得到硝酸的條件下，寫出x與y〔寫出解題過程〕硝酸大量用于制造無機(jī)肥料，如硝酸銨、硝酸鈣、硝酸磷肥，還廣泛用于其他工業(yè)生產(chǎn)．硝酸工業(yè)生產(chǎn)流程圖如以下圖：〔1〕第﹣步是氨的接觸氧化，在確定溫度下以鉑銠網(wǎng)作為催化劑，寫出該反響的化學(xué)方程式 ．在吸取塔中用水循環(huán)吸取NO得到硝酸寫動(dòng)身生反響的化學(xué)方程式 該過程是放熱的，2為了使吸取效果更好在吸取過程中需要把握在 條件下．〔3〕尾氣中含有氮的氧化物，直接排放到空氣中會(huì)危害環(huán)境，寫出一項(xiàng)氮的氧化物可能引起的環(huán)境問題 ．工業(yè)上常用純堿溶液吸取NO，生成亞硝酸鹽、硝酸鹽和其他物質(zhì)，寫出該反響2的化學(xué)方程式 ．硝酸的工業(yè)制法是用氨氧化法制取，其法以氨和空氣為原料，在催化劑的作用下，最終在吸取塔中用水吸取制取硝酸．其具體的工藝流程如下：請(qǐng)答復(fù)以下問題：〔1〕從吸取塔中出來的硝酸濃度大約是50%，不能直接用于軍工、染料等工業(yè)，必需將其進(jìn)入蒸餾塔制成98%以上的濃硝酸．某中學(xué)試驗(yàn)小組，在試驗(yàn)室模擬蒸餾塔中對(duì)稀硝酸蒸餾時(shí)應(yīng)留意選擇適宜的條件是 ．緣由是 〔請(qǐng)用化學(xué)方程式解釋之〕在氧化爐中只發(fā)生主反響①和副反響②4NH3〕+52g〕4Ng〕+6O；△H=﹣905kJ?mo1①4NH3〕+32g〕22〕+6O；△H=﹣1268kJ?mo﹣1②試寫出N2氧化為NO的熱化學(xué)方程式 ；在氧化爐中催化氧化時(shí)，有關(guān)物質(zhì)的產(chǎn)率與溫度的關(guān)系如以以下圖：據(jù)圖可知工業(yè)上氨催化氧化生成NO時(shí)應(yīng)當(dāng)把握溫度在 左右該反響所使用的催化劑是 ．900℃時(shí)，NO．從氧化爐中出來的氣體為什么不直接進(jìn)入吸取塔，而是進(jìn)入熱交換器？這樣做的優(yōu)點(diǎn)是 ．以下措施可提高氨催化氧化生成NO的產(chǎn)率的是 ．A．降低反響體系的壓強(qiáng) B．實(shí)際生產(chǎn)中承受物料比n〔O〕/n〔NH〕為1.7～2.02 3C．爭論開發(fā)使用效果更好的催化劑 D．上升反響體系的溫度．硝酸是一種重要的化工原料，工業(yè)上一般以氨氣為原料來制備硝酸．請(qǐng)答復(fù)：〔1〕氨氣催化氧化的化學(xué)方程式為 ．硝酸廠的尾氣直接排放將污染空氣，目前科學(xué)家探究利用燃料氣體中的甲烷等將氮的氧化物復(fù)原為氮?dú)夂退?，反響機(jī)理為：CH〔g〕+4NO〔g〕═4NO〔g〕+CO〔g〕+2HO〔g〕△H=﹣574kJ?mol﹣14 2 2 2CH〔g〕+4NO〔g〕═2N〔g〕+CO〔g〕+2HO〔g〕△H=﹣1160kJ?mol﹣14 2 2 2則甲烷直接將NO復(fù)原為N的熱化學(xué)方程式為： ．2 2〔3〕氨氣假設(shè)在純氧中燃燒，則發(fā)生反響為4NH+3O 2N+6HO，科學(xué)家利用此原理，設(shè)計(jì)成氨3 2 2 2氣﹣氧氣燃料電池，則通入氨氣的電極 〔填“正極”或“負(fù)極”；堿性條件下，電極發(fā)生反響的電極反響式為 ．〔4〕制得的硝酸可以跟金屬銅反響生成硝酸銅溶液，用石墨電極電解該硝酸銅溶液，則電解過程中陽極的電極反響式為 ．工業(yè)上利用氨催化氧化后，經(jīng)過一系列反響可以制備硝酸．〔1〕氨氣催化氧化的化學(xué)方程式為某工廠排出的尾氣中NO的含量為0.56〔體積分?jǐn)?shù)，用氨氣可以將其轉(zhuǎn)化為無害氣體，發(fā)生的反x應(yīng)為：6NO+4xNH〔3+2x〕N+6xHO假設(shè)處理1×104L〔標(biāo)準(zhǔn)狀況〕42.5gNHx 3 2 2 3x= ．〔3〕NO和CO都是汽車尾氣中的有害物質(zhì)，必需進(jìn)展處理．為避開污染，常給汽車安裝尾氣凈扮裝置．凈扮裝置里裝有催化劑，氣體在催化劑外表吸附與解吸作用的機(jī)理如右圖所示．寫出凈化過程中的總化學(xué)反響方程式： ．工業(yè)制取硝酸參考答案一．選擇題〔3〕1．A 2．A 3．D二．填空題〔3〕4．4NO+O+2HO═4HNO注入稀硝酸應(yīng)至U形管右側(cè)膠塞下沿U2 2 2 3解，產(chǎn)生無色氣體，溶液漸漸變藍(lán)2HO 2HO+O吸取氮的氧化物防止污染環(huán)境再翻開K，假設(shè)22 2 2 3觀看到長玻璃管中氣體快速變?yōu)榧t棕色，則證明余氣含NO，假設(shè)無顏色變化，則證明不含NO2NH↑+CaCl+2HO4 2 3 2 2A不漏氣3N〔g+Hl=2HNa+Ng△H=-136.5kJ?mo-1BC2 2 3顏色變淺枯燥氣體、吸取多余的氨氣NH?HO NH↑+HO3 2 3 26．4NH+5O4NO+6HO+HNO〔濃〕3 2 2 32Cu+6H++2NO-=2Cu2++NO↑+NO↑+3HO8.96L

-NO+HO2 23 2 2三．解答題〔12〕7．4NH+5O3 2

4NO+6HO可使NOHNO86712NH53.12 3 38．氧化爐〔或氧化器〕4NH+5O3 2

4NO+6HONH被吸附在催化劑外表；在催化劑外表，N2 2 2 2H中化學(xué)鍵斷裂利用余熱，節(jié)約能源可使NOHNO51%2 39．NaNO+HSO3 2 4

NaHSO+2HNO4 3氨氯堿工業(yè)4NH+5O 4NO+6HO4NO+3O+2HO=4HNO

10．cd1.7～2.210.5%1：277.8%33 2 2 2