Question

硝酸在化学工业中有着极其广泛的应用。

（1）将1.25mol的NO、NO₂、N₂O₄混合物（其中NO的体积分数为0.60）通入水中，在空气充足的条件下完全反应后可获得硝酸的物质的量范围是_______________。

（2）向稀硝酸中加入18.4mol/L的浓硫酸（98%）作吸水剂并蒸馏得浓硝酸，当其浓度下降到87%（密度1.8g/cm³）以下时，则失去吸水能力。50mL 18.4mol/L的浓硫酸作为吸水剂时，最多可吸水_________ g。

（3）在65%的HNO₃（质量m₁）中加入72%的Mg(NO₃)₂（质量m₂）后蒸馏，分别得到97.5%的HNO₃和60%的Mg(NO₃)₂溶液（其中不含硝酸）。若蒸馏过程中，硝酸、硝酸镁均无损耗，H₂O的损耗占总质量的5%，则蒸馏前投料比＝______________。

（4）硝酸工业中的尾气用烧碱进行吸收产物为NaNO₂、NaNO₃和H₂O。现有含0.50mol氮氧化物的尾气，恰好被一定量的NaOH溶液完全吸收。已知反应后溶液含有0.35mol　NaNO₂。若将尾气NO和NO₂的平均组成用NO_x表示，则x =___________。

Answer

1.25mol＜n(HNO3)＜1.75mol 11.63 0.88 1.80

【解析】

(1)1.25molNO、NO2、N2O4混合物，NO的体积分数为0.60，所以n(NO)=1.25×0.6=0.75mol，n(NO2+N2O4)=1.25-0.75=0.5mol，因为在空气充足的条件下完全反应，所有N全都转变成硝酸，据N原子守恒当0.5mol全为二氧化氮时生成硝酸最少物质的量=1.25mol，若全为四氧化二氮生成硝酸最多为：0.75+0.5×2=1.75mol，即1.25mol＜n(HNO3)＜1.75mol；

(2)据已知信息，18.4 mol/L的浓硫酸吸完水后变为87%，假设浓硫酸体积为1L，吸收水的质量为m g，则有：(18.4×98)÷(18.4×98÷98%+m )×100%="87%" ,计算得m=232.6g，所以50mL 18.4mol/L的浓硫酸作为吸水剂时，最多可吸水232.6×0.05=11.63g；

(3)设蒸馏后硝酸溶液质量为a g，硝酸镁溶液质量为b g，蒸馏前后溶质质量不变，则有65%m1=97.5%a，a=m1；72%m2=60%b，b=1.2m2；因为蒸馏前后水减少了5%，所以剩余质量为95%，则95%(m1+m2)=a+b，即：(m1+m2)×95%=m1+1.2m2，=0.88；

(4)据氮原子守恒得，0.5mol NOx中N共0.5mol，生成NaNO2、NaNO3一共也是0.5mol，n(NaNO2)= 0.35mol，所以n(NaNO3)=0.5-0.35=0.15mol，即n(NaNO2)：n(NaNO3)=7:3，据以上信息可写出反应方程式：10NOx+10NaOH=7NaNO2+3NaNO3+5H2O，据氧原子守恒得x=1.80。