Question

某廠平均每天產生約600 m³廢氨水（NH₃的濃度為153 mg·L^-1，密度為1 g·cm^—3。
（1）該廢氨水中氨的物質的量濃度為            。
（2）對廢氨水進行加熱蒸發得到NH₃，使廢氨水中的NH₃ 的濃度降為17 mg·L^-1。忽略蒸發前后廢氨水體積變化，則上述體積的廢氨水蒸發出來的NH₃的物質的量為          。(以下計算結果均保留兩位小數)
（3）蒸發得到的NH₃可用于制備NO。4NH₃+5O₂ →4NO+6H₂O;（不考慮NO與氧氣的反應），設空氣中氧氣的體積分數為0.20，氮氣體積分數為0.80。
①為使NH₃恰好完全氧化為NO，氨—空氣混合物中氨的體積分數為________。
②氨催化氧化制取NO同時會發生副反應：4NH₃+3O₂ →2N₂+6H₂O。將1L NH₃混合10L空氣后通入反應器，反應完成后，測得混合氣體中不含NH₃，而O₂和N₂的物質的量之比為1∶10，試求參加主反應的氨占原料氨的體積百分含量。
（4）廢氨水可用于脫除煙氣中的SO₂。氨水吸收煙氣中SO₂經氧化后生成(NH₄)₂SO₄和NH₄HSO₄混合物。現稱取不同質量的混合物進行實驗，結果如下：

NaOH 溶液體積/mL	40.00	40.00	40.00
樣品質量/g	7.75	15.50	23.25
氨氣質量/g	1.87	1.87	1.7

 
試計算生成氨氣的質量最大時樣品的質量。

Answer 1

（1）9×10^-3 mol·L^-1 (2分)
（2）n(NH₃)=×10^-3g/mg×600m³×10³L/m³="4800" mol   (3分)
（3）①0.14 (3分)
②設參加主反應NH₃的為xmol，副反應的NH₃為ymol
4NH₃+  5O₂ →4NO+6H₂O   4NH₃ + 3O₂ →2N₂+6H₂O
4       5                 4      3      2
X      5x/4               y      3y/4    y/2
X+y=1   (2-5x/4-3y/4):(8+y/2)=1:10   x="0.89" (4分)
（4）7.75g混合肥料中n[(NH₄)₂SO₄]=0.05mol，n(NH₄HSO₄)=0.01mol；則混合物溶解后，溶液中n(NH₄⁺)∶n(H⁺)=11∶1。40.00 mL NaOH 溶液中n(NaOH)=0.13mol。n(H⁺)+ 11×n(H⁺)=0.13mol；n(H⁺)="0.13/12=" n(NH₄HSO₄)，n[(NH₄)₂SO₄]= 5×0.13/12mol
混合物質量為8.40g。(4分)（其他合理解法也給分）

解析試題分析：（1）進行單位變換：C(NH₃)==9×10^-3 mol·L^-1。（2）n(NH₃)=×10^-3g/mg×600m³×10³L/m³="4800" mol   (3分)（3）①氨和氧氣的體積比為4:5，氨和空氣的比值為4:25，則氨所占比例為：=0.14。
②設參加主反應NH₃的為xmol，副反應的NH₃為ymol
4NH₃+  5O₂ →4NO+6H₂O   4NH₃ + 3O₂ →2N₂+6H₂O
4       5                 4      3      2
X      5x/4               y      3y/4    y/2
X+y=1   (2-5x/4-3y/4):(8+y/2)=1:10   x="0.89"
（4）7.75g混合肥料中n[(NH₄)₂SO₄]=0.05mol，n(NH₄HSO₄)=0.01mol；則混合物溶解后，溶液中n(NH₄⁺)∶n(H⁺)=11∶1。40.00 mL NaOH 溶液中n(NaOH)=0.13mol。n(H⁺)+ 11×n(H⁺)=0.13mol；n(H⁺)="0.13/12=" n(NH₄HSO₄)，n[(NH₄)₂SO₄]= 5×0.13/12mol，混合物質量為8.40g。
考點：本題考查化學平衡的計算，題目較為綜合，且難度較大，在計算中要適當采用元素守恒。