Question

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：

52．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            。(写出计算过程，计算结果请用百分数表示)

53．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             。(写出计算过程，计算结果请用百分数表示，并保留1位小数)

54．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             。(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)

55．一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2.832 g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224 mL(折算至标准状况，下同)，将该混合气体与84 mL 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	Au	Ag	Cu
含量(质量分数)	75 %	_________	_________

Answer

52、20%；53、27.5%；54、9.8%；55、Ag 11.4%；Cu 13.6%；

【解析】

试题分析：

52、100L的氮气与氢气中氮气的体积为100L×=25L，则氢气的体积为75L，设反应的氮气的体积为x，

N 2 ＋ 3H 2 2NH 3 减小的体积

1 3 2 2

x 100L-90L

=

解得：x=5L

氮气的转化率为CH3100%=20%，故答案为：20%；

53、氨气的物质的量为： =22.32mol，

故氨水的质量分数为 ×100%=27.5%，故答案为：27.5%

54、设氨气的体积为10L，则氧气的体积为17L，最终气体的体积增加量为x，生成NO的体积为y，

4NH3+5O24NO+6H2O(g) 气体的体积增加

4 4 1

10L×95% y x

==

x=2.375L，y=9.5L，

反应后NO的体积分数为×100%=9.8%，故答案为：9.8%；

55、混合气体的物质的量==0.01mol，

氧气的物质的量==0.0038mol，

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=×108g/mol=1.642g＞0.708g，

假设与硝酸反应的金属全部是铜，则铜的质量=×64g/mol=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

×2+＝0.0038mol×4，

解得：m=0.324g，

银的质量分数=×100%=11.44%，

则铜的质量分数=25%-11.44%=13.56%，

故答案为：Ag：11.44%；Cu：13.56%。

考点：考查了依据化学方程式的计算、物质的量的有关计算等相关知识。