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19.硝酸与合成氨工业密切相关,氨氧化法是工业生产中制取硝酸的主要途径.完成下列计算:
(1).合成氨时,假设100L的氮气与氢气(体积比为1:3)的混合气体通过氨合成塔充分反应后,体积变为90L,则氮气的转化率为20%.(写出计算过程,计算结果请用百分数表示)
(2).标准状况下,将500L氨气溶于1L水中形成氨水,则此氨水质量分数为27.5%.(写出计算过程,计算结果请用百分数表示,并保留1位小数)
(3).氨氧化法是将氨和空气的混合气通过灼热的铂铑合金网,在合金网的催化下,氨被氧化成一氧化氮(NO).此时温度很高,水以水蒸气的形式存在,NO也不与O2反应.若氨气与氧气物质的量之比为1:1.7时,氨的转化率可达95%,计算反应后NO的体积分数9.8%.(设氧气在空气中的体积分数为20%,写出计算过程,计算结果请用百分数表示并保留1位小数)
(4).一氧化氮继续氧化为二氧化氮,二氧化氮溶于水可得硝酸.为测定某18K金样品的组成,将2.832g样品粉碎后投入足量的浓硝酸中,充分溶解后,收集到NO2和N2O4的混合气体224mL(折算至标准状况,下同),将该混合气体与84mL O2混合后缓缓通入水中,恰好被完全吸收.( 已知金不溶于浓硝酸)
填写该18K金的成分表(写出计算过程,计算结果请用百分数表示并保留1位小数,若不含该金属则填0).
18K金成分AuAgCu
含量(质量分数)75%11.44%13.56%

分析 (1)根据反应方程式N2+3H2?2NH3,根据体积的变化求反应的氮气的体积,然后根据转化率为=$\frac{变化量}{起始量}$;
(2)n=$\frac{V}{{V}_{m}}$和m=nM,结合氨水质量分数为$\frac{氨的质量}{氨水的总质量}$;
(3)由反应4NH3+5O2?4NO+6H2O(g),设氧气的体积为1.7,所以空气体积为:8.5,氨气体积为1,氨的转化率可达95%,所以反应的氨气体积为0.95,由反应方程式可知生成一氧化氮的体积为0.95,增加的体积为:$\frac{0.95}{4}$=0.238,所以反应后NO的体积分数为:$\frac{0.95}{8.5+1+0.238}$=9.8%;
(4)根据转移电子确定合金中的其它元素,再根据转移电子相等计算银的质量,从而确定银的质量分数,解银和铜的质量分数确定锌的质量分数.

解答 解:(1)根据反应方程式N2+3H2?2NH3 △V,
                     1               2
                    V变            100-90
所以V变=$\frac{100-90}{2}$=5L,
所以转化率为=$\frac{变化量}{起始量}$=$\frac{5L}{100L×\frac{1}{4}}$=20%,
故答案为:20%;
(2)n=$\frac{V}{{V}_{m}}$=$\frac{500L}{22.4L/mol}$=22.32mol,所以m=nM=22.32mol×17g/mol=379.46g,所以氨水质量分数为:$\frac{379.46g}{379.46g+1000g}$=27.5%,故答案为:27.5%;
(3)由反应4NH3+5O2?4NO+6H2O(g),设氧气的体积为1.7,所以空气体积为:8.5,氨气体积为1,氨的转化率可达95%,所以反应的氨气体积为0.95,由反应方程式可知生成一氧化氮的体积为0.95,增加的体积为:$\frac{0.95}{4}$=0.238,所以反应后NO的体积分数为:$\frac{0.95}{8.5+1+0.238}$=9.8%,故答案为:9.8%;
(4)合金中其它金属的质量=2.832g×(1-75%)=0.708g,
假设与硝酸反应的金属全部是银,则银的质量=$\frac{0.0038mol×4}{1}$=1.642g>0.708g,
假设与硝酸反应的金属全部是铜,则铜的质量=$\frac{0.0038mol×2}{1}$=0.486g<0.708g,
则合金中还有Cu和Ag,
设银的质量为m,则铜的质量=0.708-m,根据转移电子守恒得
$\frac{0.708-m}{64g/mol}$×2+$\frac{m}{108}$=0.0038mol×4,
m=0.324g,银的质量分数=$\frac{0.324g}{2.832g}$×100%=11.44%,
则铜的质量分数=25%-11.44%=13.56%,
故答案为:11.44%;13.56%.

点评 本题考查了物质的量的有关计算,根据物质之间的关系是解本题关键,注意差量在解题中的运用,注意(4)中合金中其它元素的确定方法,难度中等.

练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

9.NiSO4•6H2O是一种绿色易溶于水的晶体,广泛用于化学镀镍、生产电池等,可由电镀废渣(除含镍外,还含有Cu、Fe、Cr等杂质)为原料获得.工艺流程如图:

已知:25℃时,几种金属氢氧化物的溶度积常数和完全沉淀的pH范围如表所示.
Fe(OH)2Fe(OH)3Cr(OH)3Ni(OH)2
Ksp8.0×10-164.0×10-386.0×10-316.5×10-18
完全沉淀pH≥9.6≥3.2≥5.6≥8.4
注:NiCO3是一种不溶于水易溶于强酸的沉淀.
请回答下列问题:
(1)下列措施可行,且能提高废渣浸出率的有AC.
A.升高反应温度B.增大压强C.在反应过程中不断搅拌
(2)在滤液Ⅰ中加入6%的H2O2,其作用是2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O(用离子方程式表示);加入NaOH调节pH的范围是5.6≤pH<8.4,为了除去溶液中的Fe3+、Cr3+离子.
(3)滤液Ⅱ的主要成分是Na2SO4、NiSO4.
(4)检验Ni2+已完全沉淀的实验方法是静置后向上层清液中再加入Na2CO3溶液后没有沉淀生成.
(5)操作Ⅰ的实验步骤依次为:
①过滤,并用蒸馏水洗涤沉淀2~3次直至流出液用pH试纸检验呈中性;
②向沉淀中加稀的H2SO4溶液,直至恰好完全溶解;
③蒸发浓缩、冷却结晶,过滤得NiSO4•6H2O晶体;
④用少量乙醇洗涤NiSO4•6H2O晶体并晾干.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

10.下列说法正确的是(  )
A.PCl3和BCl3分子中所有原子的最外层都达到8电子稳定结构
B.为增强氯水的漂白性,可以向其中加入碳酸钙
C.NaH与重水反应的方程式:NaH+D2O═NaOH+D2↑
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

7.天然气和液化石油气(主要成分为C3~C5的烷烃)燃烧的化学方程式分别为:
CH4+2O2→CO2+2H2O,C3H8+5O2→3CO2+4H2O
现有一套以天然气为燃料的灶具,今改用液化石油气,应采取的正确措施是(  )
A.增大空气进入量或减小石油气进入量
B.增大空气进入量,增大石油气进入量
C.减小空气进入量,减小石油气进入量
D.减小空气进入量或增大石油气进入量

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科目:高中化学 来源: 题型:推断题

14.已知:A是来自石油的重要有机化工原料,此物质可以用来衡量一个国家石油化工发展水平.E是具有果香味的酯,F是一种高聚物,可制成多种包装材料.
(1)A的结构式为,C的名称为乙醛.
(2)B、D分子中的含氧基团的名称是羟基,羧基
请B物质与钠反应的化学方程式2CH3CH2OH+2Na→2CH3CH2ONa+H2↑.
(3)写出下列反应的化学方程式
①④.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

4.高纯碳酸锰在电子工业中有重要的应用,湿法浸出软锰矿(主要成分为MnO2,含少量Fe、Al、Mg等杂质元素)制备高纯碳酸锰的实验过程如下:

(1)浸出:浸出时温度控制在90℃~95℃之间,并且要连续搅拌3小时的目的是提高软锰矿中锰的浸出率,植物粉的作用是作还原剂.
(2)除杂:①向浸出液中加入一定量的碳酸锰矿,调节浸出液的pH为3.5~5.5;
②再加入一定量的软锰矿和双氧水,过滤;
③…
操作①中使用碳酸锰调pH的优势是;操作②中加入双氧水不仅能将Fe2+氧化为Fe3+,而且能提高软锰矿的浸出率.写出双氧水提高软锰矿浸出率的离子方程式MnO2+H2O2+2H+=Mn2++2H2O+O2↑.
(3)制备:在30℃~35℃下,将碳酸氢铵溶液滴加到硫酸锰净化液中,控制反应液的最终pH在6.5~7.0,得到MnCO3沉淀.温度控制35℃以下的原因是减少碳酸氢铵的分解,提高原料利用率;该反应的化学方程式为MnSO4+2NH4HCO3 $\frac{\underline{\;30-35℃\;}}{\;}$MnCO3+(NH4)2SO4+CO2↑+H2O;生成的MnCO3沉淀需经充分洗涤,检验洗涤是否完全的方法是取最后一次的洗涤滤液1~2mL于试管中,向其中滴加用盐酸酸化的BaCl2溶液,若无白色沉淀产生,则表明已洗涤干净.
(4)计算:室温下,Ksp(MnCO3)=1.8×10-11,Ksp(MgCO3)=2.6×10-5,已知离子浓度小于1.0×10-5mol•L-1时,表示该离子沉淀完全.若净化液中的c(Mg2+)=10-2mol/L,试计算说明Mg2+的存在是否会影响MnCO3的纯度.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

11.某温度时,水的离子积常数KW=10-13,将此温度下pH=11的Ba(OH)2溶液a L与pH=1的H2SO4溶液b L混合(设混合溶液体积为两者之和,固体体积忽略不计).下列说法不正确的是(  )
A.若所得混合溶液为中性,则a:b=1:1
B.若所得混合溶液为中性,则生成沉淀的物质的量为0.05b mol
C.若a:b=9:2,则所得溶液pH等于2
D.若a:b=9:2,则该混合溶液最多能溶解铁粉0.28(a+b)g

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

8.污鸡净的主要成分是KMnO4和H2C2O4,可用于洗涤有霉斑的衣物.某小组同学拟探究H2C2O4浓度对反应速率的影响.
Ⅰ.实验原理:2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O.
Ⅱ.实验设计:
(1)【方案一】测量气体产物:在相同温度下,利用如图装置,测定不同浓度H2C2O4溶液与KMnO4反应产生相同体积CO2所需的时间(忽略CO2溶解性的影响).如图方框中应选择①②④⑤⑥(填编号)仪器组装量气装置,限选以下仪器:①广口瓶、②双孔塞、③水槽、④橡胶管、⑤导管、⑥量筒.
(2)【方案二】观察反应现象:在其它相同条件下,测定不同浓度H2C2O4溶液与等体积等浓度KMnO4溶液混合后,溶液褪色所需的时间.拟定实验数据:表中①、②处的数据分别是5.0、25.
实验序号温度/℃各物质的体积/mL反应时间
H2O3mol/L稀硫酸0.1mol/L KMnO4溶液0.6mol/LH2C2O4溶液 
1253.02.04.06.0t1
225①2.04.04.0t2
3②7.02.04.02.0t3
Ⅲ.讨论与交流:
(3)实验室常用KMnO4标准溶液滴定某浓度草酸.KMnO4溶液置于酸式滴定管(填“酸式”或“碱式”)中,判断到达滴定终点的现象是当滴入最后一滴KMnO4溶液时,溶液由无色变为浅紫红色,且半分钟内不褪色.若读取滴定管数据时,起始读数正确,终点俯视读数,则测定结果偏低(填“偏高”、“偏低”、“无影响”).

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

9.已知高炉炼铁的化学方程式为Fe2O3+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO2.下列对该反应的叙述不正确的是(  )
A.CO是还原剂B.Fe2O3被还原C.氧化产物是CO2D.属于置换反应

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