工业制取硝酸 知识点题库

（1） 硝酸铵的生产方法是采用硝酸与氨气化合，工业合成氨是一个放热反应，因此低温有利于提高原料的转化率，但实际生产中却采用400～500℃的高温，其原因是 ；工业生产中，以氨气为原料合成硝酸，写出工业生产硝酸的最后一步的化学方程式 

（2）

甲、乙、丙三个化肥厂生产尿素所用的原料不同，但生产流程相同（如图3所示）：

已知：CO+H₂OCO₂+H₂

①甲厂以焦炭和水为原料；

②乙厂以天然气和水为原料；

③丙厂以石脑油（主要成分为C₅H₁₂）和水为原料．

按工业有关规定，利用原料所制得的原料气H₂和CO₂的物质的量之比，若最接近合成尿素的原料气NH₃（换算成H₂的物质的量）和CO₂的物质的量之比，则对原料的利用率最高．据此判断甲、乙、丙三个工厂哪个工厂对原料的利用率最高？ 

（3） 将工厂废气中产生的SO₂通过下列流程如图1，可以转化为有应用价值的硫酸钙等．

①写出反应Ⅰ的化学方程式：　 ．

②生产中，向反应Ⅱ的溶液中加入强还原性的对苯二酚等物质，目的是 

③检验经过反应Ⅲ得到的氨态氮肥中SO₄^2﹣所用试剂是 

（4） 工业上利用氯碱工业产品治理含二氧化硫的废气．图2是氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图．

①用溶液A吸收含二氧化硫的废气，其反应的离子方程式是 

②用含气体B的阳极区溶液吸收含二氧化硫的废气，其反应的离子方程式是 

（1） 分液漏斗中氨水的浓度为9.0mol/L．现用质量分数为0.35、密度为0.88g/cm³的氨水配制9.0mol/L的氨水100mL，需要的定量仪器有（选填编号）．

a.100mL容量瓶 b.10mL量筒 c.50mL量筒 d．电子天平

（2） 受热时，乙中反应的化学方程式为．

（3） 实验开始先加热催化剂，当催化剂达红热时再打开分液漏斗活塞并移走酒精灯，可观察到的现象有：乙中Cr₂O₃仍能保持红热状态；丁的烧瓶中气体由色转化为色；试管里的石蕊试液；

（4） 丙中盛放的药品为（选填下列编号），其目的是．

a．浓H₂SO₄      b．无水CaCl₂     c．碱石灰       d．无水CuSO₄

（5） 丁中除了NO之外，还可能存在的气体有（填写化学式）．烧杯中可能发生的反应的化学方程式、．

（1） 写出N₂和H₂通过红热的铁纱网生成氨气的反应方程式：．

（2） B装置中Pt﹣Rh合金网的作用是，写出B中有关反应方程式：．

（3） 写出D中反应方程式：．

（4） A，B，C，D四个容器中的反应，属于氧化还原反应的是（填字母）．

（1） 工业制备硝酸流程如图1：

①上述尾气中的NO一定条件下可与氨气反应转化为氮气，则该反应的化学方程式为．

②某同学在实验室蒸馏含有Mg（NO₃）₂的稀硝酸制取浓硝酸，除导管、酒精灯、牛角管、锥形瓶、温度计、蒸馏烧瓶外，还需的玻璃仪器有．

（2） 某兴趣小组采用如图2装置制取并探究SO₂气体的性质．

①下列实验方案适用于如图2所示装置制取所需SO₂的是（填序号）

A．Na₂SO₃溶液与HNO₃             B．Na₂SO₃固体与浓硫酸

C．固体硫在纯氧中燃烧          D．铜与浓H₂SO₄

②将SO₂通入到以下有颜色的溶液中，溶液的颜色均褪去，其中属于漂白的是．

A．紫色高锰酸钾溶液   B．氯水   C．品经溶液   D．红色酚酞溶液

③证明c中生成气体是SO₂ ， d中加入品红溶液后，打开活塞b，反应开始，待d中溶液后，再（填实验的操作）试管d中的溶液，颜色又恢复，证明气体是SO₂ ．

④指导老师指出应增加一尾气吸收装置，并帮助同学们设计了如装置如图3，其中合理的是（填序号）

（1） 吸收塔中通入空气的作用是．下列可以代替硝酸镁加入到蒸馏塔中的是

A．浓硫酸     B．氯化钙     C．生石灰      D．硝酸亚铁

（2） 制硝酸尾气中的氮氧化物常用尿素[CO（NH₂）₂]作为吸收剂，其主要的反应为：NO、NO₂混合气与水反应生成亚硝酸，亚硝酸再与尿素[CO（NH₂）₂]反应生成CO₂和N₂ ， 请写出反应的化学方程式：、．

（3） 在氧化炉里，催化剂存在时氨气和氧气反应：4NH₃+5O₂═4NO+6H₂O 4NH₃+3O₂═2N₂+6H₂O在不同温度时生成产物如图一所示．在氧化炉里，反应温度通常控制在800℃～900℃的理由是．

（4） 如图二所示装置可用于电解NO制备 NH₄NO₃ ， 电解总反应方程式为，需补充氨气的理由是．

（5） 工业上通常用铜与浓硝酸反应制得光谱纯硝酸铜晶体（化学式为Cu（NO₃）₂•3H₂O，摩尔质量为242g/mol）．

已知：25℃、1.01×10⁵Pa时，在密闭容器发生反应：2NO₂⇌N₂O₄ ， 达到平衡时，c（NO₂）=0.0400mol/L，c（N₂O₄）=0.0100mol/L．

现用一定量的Cu与足量的浓高纯度硝酸反应，制得5.00L已达到平衡的N₂O₄和NO₂的混合气体（25℃、1.01×10⁵Pa），理论上生成光谱纯硝酸铜晶体的质量为 g．

（1） ①随着铁矿的开发和炼铁厂的建立，需要在该地区相应建立焦化厂、发电厂、水泥厂等，形成规模的工业体系．据此确定图1中相应工厂的名称：

A．，B．，C．，D．；

②以赤铁矿为原料，写出高炉炼铁中得到生铁和产生炉渣的化学方程式：

；．

（2） 玻璃钢可由酚醛树脂和玻璃纤维制成．

①酚醛树脂由酚醛和甲醛缩聚而成，反应有大量热放出，为防止温度过高，应向有苯酚的反应釜地加入甲醛，且反应釜应装有装置．

②玻璃钢中玻璃纤维的作用是．玻璃钢具有等优异性能（写出两点即可）．

③下列处理废旧热固性酚醛塑料的做法合理的是．

a．深埋         b．粉碎后用作树脂填料

c．用作燃料        d．用有机溶剂将其溶解，回收树脂

（3） 工业上主要采用氨氧化法生产硝酸，如图2是氨氧化率与氨﹣空气混合气中氧氨比的关系．其中直线表示反应的理论值；曲线表示生产实际情况．当氨氧化率达到100%，理论上r[n（O₂）/n（NH₃）]=，实际生产要将r值维持在1.7～2.2之间，原因是．

（1） “氨的催化氧化”是工业生产硝酸的重要步骤。某化学课外活动小组设计了如下装置模拟该实验过程，并用水吸收制取硝酸(固定装置略去)：

①A装置的分液漏斗中盛放浓氨水，则烧瓶中盛放的药品应该是。

②C装置中发生反应的化学方程式为。

③反应后，装置E中除存在较多的H^＋外，还可能存在的一种离子是，试设计实验证明这种离子的存在。

④下列哪些装置可以同时起到装置D和E的作用(填代号)。

（2） 若将氯气和氨气在集气瓶中混合，会出现浓厚的白烟并在容器内壁凝结，另一生成物是空气的主要成分之一，请写出反应的化学方程式：(不必配平)，该反应生成的还原产物的化学键类型是。

（1） 以氨气为原料合成HNO₃工艺如下，写出N₂O₄转化为HNO₃的反应方程式。

（2） 以NH₃和CO₂为原料生产尿素的反应如下：

反应Ⅰ：2NH₃(l) ＋ CO₂(g) NH₂COONH₄(l)  Δ H₁ ＝ a kJ·mol^-1

反应Ⅱ：NH₂COONH₄(l) NH₂CONH₂(l) ＋ H₂O(l)  Δ H₂ ＝ b kJ·mol^-1

① 已知NH₃(l) NH₃(g)  Δ H₃ ＝ c kJ·mol^-1 反应2NH₃(g) ＋ CO₂(g) NH₂CONH₂(l) ＋ H₂O(l)  Δ H₄＝kJ·mol^-1(用含a、b、c的式子表示)，该反应能自发进行的主要原因是。

② 一定条件下，往恒容密闭容器中投入4 mol NH₃和 1 mol CO₂ ， 测得各组分物质的量随时间变化如图1。下列说法正确的是。

A．选择合适的碳氮比有利于提高产率

B．反应Ⅰ的活化能比反应Ⅱ小

C．过量氨气可以与反应生成的水结合，有利于尿素合成

D．气体物质的量不再变化时，反应达到平衡状态 

（3） 工业上利用氨气生产氢氰酸的反应为CH₄(g) + NH₃(g) HCN(g) + 3H₂(g)  Δ H>0

① 其他条件一定，达到平衡时NH₃转化率随外界条件X变化的关系如图所示。X代表的是(填“温度”或“压强”)。

② 其它条件一定时，向2 L密闭容器中加入n mol CH₄和2 mol NH₃ ， 平衡时NH₃体积分数随n变化的关系如图所示。平衡常数K=（请写出计算过程）

（1） 合成塔中发生反应的化学方程式为。

（2） 氨分离器中压强约为15MPa，温度约为-20℃，分离氨应用了氨的性质。

（3） 氧化炉中，NH₃转化为NO的化学方程式为。

（4） 如图是在实验室中模拟“氨碱法”制取NaHCO₃的部分装置。

完成下列填空：

①仔细观察两只通气导管内所处的位置，由此推断：气体a为，气体b为；两者的通入次序为。为防止尾气污染，c中可放入蘸(填写“酸”“碱”)溶液的脱脂棉。

②反应过程中可以看到上图装置饱和食盐水中有晶体逐渐析出，写出相关反应的化学方程式：。

（1） Ⅰ.用消石灰和氯化铵固体制备NH₃

NH₃的发生装置应选择图中的（填字母代号），制备NH₃的化学方程式为。

（2） 欲收集一瓶干燥的NH₃ ， 选择图中的装置，其连接顺序为：发生装置→（按气流方向，用小写字母表示）。

（3） Ⅱ.设计了如图所示的实验装置模拟工业生产制备少量硝酸。

实验时先用酒精喷灯预热催化剂，然后通入反应气体，当催化剂红热后撤离酒精喷灯，催化剂始终保持红热，温度可达到700℃以上，由此可知该反应是（填“吸热”或“放热”）反应，反应的化学方程式是。

（4） B中试剂为，NaOH溶液的作用是。

（5） 控制氨气和氧气的比例是制备硝酸的关键。

①当比例不合适时，A中不仅有红棕色气体产生，还伴有白烟。白烟的化学式是。

②欲使氨气尽可能完全转化为硝酸，理论上n(NH₃)：n(O₂)的最佳比例为。

（1） 反应3Fe(s)+4H₂O(g) Fe₃O₄(s)+4H₂(g)，在一可变容积的密闭容器中进行，试回答：

①保持体积不变，充入N₂使体系压强增大，其正反应速率，逆反应速率。

②保持压强不变，充入N₂使容器的体积增大，其正反应速率，逆反应速率。

（2） 海水提镁的重要步骤之一是用沉淀剂将海水中的Mg²⁺沉淀。该沉淀剂是(填“生石灰”或“盐酸”)。

（3） 盛有浓硫酸的烧杯敞口放置一段时间，质量增加，则浓硫酸表现出(填“吸水性”或“脱水性”)。

（4） 浓硫酸与碳共热时发生反应2H₂SO₄(浓)+C CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O，在该反应中，浓硫酸表现出，氧化产物是。

（5） 足量的Fe和稀硝酸反应的离子方程式为。