Question

13．某廠每天產生800m³含氮的廢水（NH₃的含量為168mg?L^-1）．該廠處理廢水的方法是：將廢水加熱得到NH₃，使廢水中NH₃的含量降為15mg?L^-1（假設廢水處理前后體積不變）．再對加熱蒸發得到的NH₃進一步處理制取硝酸．
（1）制取硝酸過程中主要發生反應如下：①4NH₃+5O₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{△}$4NO+6H₂O，②4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃．反應①是氨氣在一定條件下被氧氣氧化，請在橫線上寫出該反應的化學方程式．
（2）該廠每天通過加熱蒸發可得到NH₃的物質的量是7200．
（3）若在反應①中N元素損失10%，則該廠每天可生產硝酸多少噸？（寫出計算過程，結果保留2位小數）

Answer 1

分析 （1）制取硝酸過程中主要發生反應有：①氨氣的催化氧化，反應方程式為：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{△}$4NO+6H₂O；  ②一氧化氮與氧氣、水生成硝酸，反應方程式為：4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃；
（2）計算氨氣的濃度變化，進而計算生成氨氣的質量，再根據n=$\frac{m}{M}$計算得到氨氣的物質的量；
（3）由氮元素守恒可得關系式NH₃～HNO₃，據此計算．

解答 解：（1）制取硝酸過程中主要發生反應有：①氨氣的催化氧化，反應方程式為：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{△}$4NO+6H₂O，故答案為：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{△}$4NO+6H₂O；
（2）氨氣的濃度變化為168mg/L-15mg/L=153mg/L=0.153g/L，
m（NH₃）=0.1536g/L×800m³×10³L/m³=122400g，
n（NH₃）=$\frac{122400g}{17g/mol}$=7200mol，
故答案為：7200mol；
（3）令生成硝酸的質量為x t，則：
      NH₃～～～～～HNO₃，
      17           63
1.224t×90%       x t
所以，$\frac{17}{63}=\frac{1.224t×90%}{xt}$，解得x=0.41，
答：該廠每天可生產硝酸0.41t．

點評 本題考查溶液濃度計算、根據方程式計算的計算，難度中等，（3）注意利用關系式計算，簡化計算過程．