Question

【題目】硝酸銨廣泛應(yīng)用與工農(nóng)生產(chǎn)中，其生產(chǎn)流程圖如下，回答下列問題：

（1）在上述工業(yè)制硝酸的生產(chǎn)中，B設(shè)備的名稱是 ，在反應(yīng)中的氧化產(chǎn)物是 。

（2）此生產(chǎn)過程中，N2與H2合成NH3所用的催化劑是 。在合成氨的設(shè)備(合成塔)中，設(shè)置熱交換器的目的是 ；在合成硝酸的吸收塔中通入空氣的目的是 。

（3）科學(xué)家以氨(NH3)為燃料開發(fā)新型的燃料電池。電池中填充可傳導(dǎo)O2—離子的 MnO3固體電解質(zhì)，電池總反應(yīng)為：4NH3+3O2=2N2+6H2O。負(fù)極的電極反應(yīng)式為 。

（4）某化肥廠用NH3制備NH4NO3。已知：由NH3制NO的產(chǎn)率是96%、NO制HNO3的產(chǎn)率是92%，則制HNO3所用去的NH3的質(zhì)量約占總耗NH3質(zhì)量(不考慮其它損耗)的 %。(取兩位有效數(shù)字)

（5）硝酸銨是一種常用的氮肥，在使用該化肥時(shí)避免與堿性肥料一起使用，理由是 。

Answer 1

【答案】

（1）氧化爐；NO；

（2）鐵觸媒；利用余熱，節(jié)約能源； 可使NO全部轉(zhuǎn)化成HNO3

（3）2NH3+3O2— - 6e－= N2+ 3H2O

（4）53% ；

（5）NH4+水解呈酸性，與堿混合促進(jìn)其水解；

【解析】

試題分析：（1）B中氨氣被催化氧化生成一氧化氮，該裝置名稱為氧化爐(或氧化器)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：4NH3+5O24NO+6H2O，反應(yīng)中氧化產(chǎn)物是NO，故答案為：氧化爐(或氧化器)；NO；

（2）N2與H2合成NH3所用的催化劑為鐵觸媒，合成氨的反應(yīng)屬于放熱反應(yīng)，反應(yīng)過程中會(huì)放出大量的熱，用熱交換器可以充分利用余熱，節(jié)約能源；在吸收塔中二氧化氮與水反應(yīng)生成硝酸和NO，通入空氣，NO能被空氣中的氧氣氧化為二氧化氮，二氧化氮再與水反應(yīng)生成硝酸，這樣使NO循環(huán)利用，全部轉(zhuǎn)化為硝酸；故答案為：鐵觸媒；利用余熱，節(jié)約能源；可使NO循環(huán)利用，全部轉(zhuǎn)化成HNO3；

（3）電池中填充可傳導(dǎo)O2—離子的 MnO3固體電解質(zhì)，電池總反應(yīng)為：4NH3+3O2=2N2+6H2O。負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2NH3+3O2— - 6e－= N2+ 3H2O，故答案為：2NH3+3O2— - 6e－= N2+ 3H2O；

（4）根據(jù)氮原子守恒可知，NH3～NO～HNO3，則1mol氨氣可得到硝酸的物質(zhì)的量為：1mol×96%×92%=0.8832mol，根據(jù)HNO3+NH3═NH4NO3可知反應(yīng)消耗的氨氣的物質(zhì)的量為：0.8832mol，氨氣的質(zhì)量之比等于物質(zhì)的量之比，則制HNO3所用去的NH3的質(zhì)量占總耗NH3質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)為：×100%≈53%，故答案為：53%；

（5）硝酸銨中的NH4+水解呈酸性，與堿混合促進(jìn)其水解；使用時(shí)應(yīng)避免與堿性肥料一起使用，故答案為：NH4+水解呈酸性，與堿混合促進(jìn)其水解。