Question

硝酸在化学工业中有着极其广泛的应用。

（1）将1.25 mol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18.4 mol/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1.8 g/cm³）以下时，则失去吸水能力。50 mL 18.4 mol/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0.35molNaNO₂。若将尾气NO和NO₂的平均组成用NO_x表示，则x =            。

Answer

（1）1.25mol＜n(HNO3)＜1.75mol

（2）11.63 （3）0.88 （4）1.80

【解析】

试题分析：（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mg，则有：（18.4×98）÷(18.4×98÷98%+m )×100%=87% ,计算得m=232.6g,所以50 mL 18.4 mol/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，硝酸镁溶液质量为b，蒸馏前后溶质质量不变，则有65%m1=97.5%a, a=65%m1/97.5%;72%m2=60%b,b=72%m2/60%;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%=m1×65%/97.5%+m2×72%/60%，m1/m2＝0.88。

（4）据氮原子守恒得，0.5molNOx中N共0.5mol，生成NaNO2、NaNO3和中N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。

考点：考查与硝酸有关的计算。