某课外小组模拟工业流程设计了如下实验装置制备硝酸(所有橡胶制品均已被保护).

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  • 解题思路:(1)工业上用氨气的催化氧化制取NO,铜与浓硝酸反应生成硝酸铜和二氧化氮与水;

    (2)连接好装置后先要检验装置的气密性;

    (3)通入氧气可以提高二氧化氮的转化率;

    (4)根据元素守恒和得失电子守恒分析;

    (5)N2O4为NO2偶合反应得到的,故与NO2具有相似的性质,依据NO2与水和氧气的反应书写即可.

    (1)工业上用氨气的催化氧化制取NO,反应方程式为:4NH3+5O2

    催化剂

    .

    △4NO+6H2O,铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水,反应方程式为:Cu+4HNO3=Cu(NO32+2NO2↑+2H2O,

    故答案为:4NH3+5O2

    催化剂

    .

    △4NO+6H2O,Cu+4HNO3=Cu(NO32+2NO2↑+2H2O;

    (2)连接好装置后先要检验装置的气密性,当装置气密性良好才能进一步进行实验,

    故答案为:检验装置的气密性;

    (3)二氧化氮通入水中会生成硝酸和一氧化氮,再通氧气可以使一氧化氮转化为二氧化氮从而提高了NO2的转化率,

    故答案为:提高NO2的转化率;

    (4)根据元素守恒和得失电子守恒分析,2NO2和水反应生成硝酸,硝酸与碳酸钠反应生成硝酸钠和二氧化碳,

    其反应方程为:2NO2+2Na2CO3+H2O=NaNO2+NaNO3+2NaHCO3,NO2与NO按一定的比例混合时,可被NaOH溶液完全吸收,化学反应方程式为:NO2+NO+NaOH=NaNO2+H2O,由于NO不溶,故NO2应至少等于NO,

    故答案为:2、2、1、NaNO3、2NaHCO3

    c(NO2)

    c(NO)≥1;

    (5)N2O4类似NO2,NO2与水和氧气反应生成硝酸,故N2O4可以发生反应:2N2O4+O2+2H2O=4HNO3,故答案为:2N2O4+O2+2H2O=4HNO3

    点评:

    本题考点: 实验装置综合;硝酸的化学性质.

    考点点评: 本题考查了硝酸的制备,侧重于氨的催化氧化、基本实验操作、化学方程式的书写的考查,题目难度一般.