Bài tập 6.25 trang 25

1. Nội dung câu hỏi

Trong công nghiệp, nitric acid được sản xuất theo 3 giai đọan của quá trình Ostwald. 

Giai đoạn 1: Oxi hoá ${NH}_3$ thành NO. Nung nóng hỗn hợp gồm 1 phần thể tích ammonia và 9 phần thể tích không khí tới nhiệt độ khoảng ${900}^{\circ }C$ (xúc tác Pt-Rh): $4{NH}_3+5O_2\mathrm{\backslash stackrel}{t}^{\circ }\to 4NO+6H_{2}O$ 

Giai đoạn 2: Oxi hoá NO thành ${NO}_2$. Dẫn hỗn hợp khí sau giai đoạn 1 qua hệ thống làm mát để hạ nhiệt độ: $2NO+O_2\to 2{NO}_2$ 

Giai đoạn 3: Tổng hợp nitric acid. $3{NO}_2+H_{2}O\to 2{HNO}_3+NO$ Khí NO sinh ra ở giai đoạn 3 được dẫn quay về giai đoạn 2 của chu trình sản xuất. 

a) Xác định chất khử, chất oxi hoá trong 3 giai đoạn sản xuất trên. 

b) Tại sao ban đầu cần trộn ammonia với không khí theo tỉ lệ thể tích 1:9 ? (Biết không khí chứa 21% thể tích oxygen.)

2. Phương pháp giải

Dựa vào thông tin đã cho, trả lời câu hỏi

3. Lời giải chi tiết

a) $4{NH}_3+5O_2\stackrel{t^{\circ }}{\to }4NO+6H_{2}O$

 $\Rightarrow$ Chất oxi hóa là $O_2$, chất khử là ${NH}_3$. $2NO+O_2\to 2{NO}_2$ 

$\Rightarrow$ Chất oxi hóa là $O_2$, chất khử là $NO$. $3{NO}_2+H_{2}O\to 2{HNO}_3+NO$ 

$\Rightarrow {NO}_2$ vừa là chất khử vừa là chất oxi hóa. 

b) Tổ hợp phản ứng của 3 giai đoạn: (1).3 + (2). 6 + (3).4, thu được phản ứng chung: 

$12{NH}_3+21O_2\to 8{HNO}_3+4NO+14H_{2}O$

 Tỉ lệ thể tích ${NH}_3:O_2=12:21·\frac{100}{21}=12:100=1:8,33$ 

$\Rightarrow$ Tỉ lệ thể tích ${NH}_3$ : Không khí gần bằng 1 : 9 (có lấy dư không khí).