Question

【題目】硝酸與合成氨工業密切相關，氨氧化法是工業生產中制取硝酸的主要途徑．完成下列計算：
（1）合成氨時，假設100L的氮氣與氫氣（體積比為1：3）的混合氣體通過氨合成塔充分反應后，體積變為90L，則氮氣的轉化率為 ． （寫出計算過程，計算結果請用百分數表示）
（2）標準狀況下，將500L氨氣溶于1L水中形成氨水，則此氨水質量分數為 ． （寫出計算過程，計算結果請用百分數表示，并保留1位小數）
（3）氨氧化法是將氨和空氣的混合氣通過灼熱的鉑銠合金網，在合金網的催化下，氨被氧化成一氧化氮（NO）．此時溫度很高，水以水蒸氣的形式存在，NO也不與O2反應．若氨氣與氧氣物質的量之比為1：1.7時，氨的轉化率可達95%，計算反應后NO的體積分數 ． （設氧氣在空氣中的體積分數為20%，寫出計算過程，計算結果請用百分數表示并保留1位小數）
（4）一氧化氮繼續氧化為二氧化氮，二氧化氮溶于水可得硝酸．為測定某18K金樣品的組成，將2.832g樣品粉碎后投入足量的濃硝酸中，充分溶解后，收集到NO2和N2O4的混合氣體224mL（折算至標準狀況，下同），將該混合氣體與84mL O2混合后緩緩通入水中，恰好被完全吸收．（ 已知金不溶于濃硝酸） 填寫該18K金的成分表（寫出計算過程，計算結果請用百分數表示并保留1位小數，若不含該金屬則填0）．

18K金成分	Au	Ag	Cu
含量（質量分數）	75%

Answer 1

【答案】
（1）20%
（2）27.5%
（3）9.8%
（4）11.44%；13.56%
【解析】解：（1）根據反應方程式

N2+3H2	2NH3
1	2
V變	100﹣90

所以V變= =5L，
所以轉化率為= ═ ×100%=20%，所以答案是：20%；（2）n= = =22.32mol，所以m=nM=22.32mol×17g/mol=379.46g，所以氨水質量分數為： ×100%=27.5%，所以答案是：27.5%；（3）由反應4NH3+5O24NO+6H2O（g），設氧氣的體積為1.7，所以空氣體積為：8.5，氨氣體積為1，氨的轉化率可達95%，所以反應的氨氣體積為0.95，由反應方程式可知生成一氧化氮的體積為0.95，增加的體積為： =0.238，所以反應后NO的體積分數為： ×100%=9.8%，所以答案是：9.8%；（4）合金中其它金屬的質量=2.832g×（1﹣75%）=0.708g，假設與硝酸反應的金屬全部是銀，則銀的質量= =1.642g＞0.708g，假設與硝酸反應的金屬全部是銅，則銅的質量= =0.486g＜0.708g，則合金中還有Cu和Ag，設銀的質量為m，則銅的質量=0.708﹣m，根據轉移電子守恒得 ×2+ 0.0038mol×4，m=0.324g，銀的質量分數= ×100%=11.44%，則銅的質量分數=25%﹣11.44%=13.56%，所以答案是：11.44%；13.56%．