Trong công nghiệp, người ta sản xuất nitric acid (HNO3) từ ammonia theo sơ đồ chuyển hoá sau: NH3 −tO2,t,xt−→ NO−to2→NO2−tO2+H2O−−−−→HNO3
Tính số kg dung dịch HNO3 60% điều chế được từ 340 kg ammonia, biết rằng hiệu suất của toàn bộ quá trình là 90%
Quảng cáo
2 câu trả lời 2333
Quá trình sản xuất nitric acid (HNO3) từ ammonia (NH3) diễn ra qua các bước:
Oxi hóa NH3 thành NO:
\[
4 NH_3 + 3 O_2 \rightarrow 2 N_2 + 6 H_2O
\]
Tuy nhiên, thực tế sản xuất sẽ thu được NO (nitric oxide) không hoàn toàn, sau đó oxi tiếp tục phản ứng với NO để tạo ra NO2 (nitrogen dioxide).
Oxi hóa NO thành NO2:
\[
2 NO + O_2 \rightarrow 2 NO_2
\]
Sản xuất HNO3 từ NO2:
\[
2 NO_2 + H_2O \rightarrow HNO_3 + HNO_2
\]
Sau đó, HNO2 có thể bị oxy hóa tiếp hoặc phản ứng để tạo thành HNO3.
- Số mol NH3 trong 340 kg (340,000 g) là:
\[
\text{Số mol NH3} = \frac{340,000}{17} = 20,000 \text{ mol}
\]
- Theo phương trình hóa học, 4 mol NH3 sẽ tạo ra 4 mol HNO3 (do hiệu suất toàn bộ quá trình là 90%, ta sẽ tính hiệu suất vào cuối cùng).
- Số mol HNO3 lý thuyết có thể tạo ra từ 20,000 mol NH3 là:
\[
\text{Số mol HNO3 lý thuyết} = 20,000 \text{ mol}
\]
Tuy nhiên, do hiệu suất quá trình là 90%, số mol HNO3 thực tế sẽ là:
\[
\text{Số mol HNO3 thực tế} = 20,000 \times 0.9 = 18,000 \text{ mol}
\]
\[
\text{Khối lượng HNO3 thực tế} = 18,000 \times 63 = 1,134,000 \text{ g} = 1,134 \text{ kg}
\]
- Dung dịch HNO3 60% có nghĩa là trong 100 kg dung dịch, có 60 kg HNO3.
- Gọi khối lượng dung dịch cần tìm là \( x \) kg, ta có:
\[
0.6x = 1,134 \quad \Rightarrow \quad x = \frac{1,134}{0.6} = 1,890 \text{ kg}
\]
Khối lượng dung dịch HNO3 60% điều chế được từ 340 kg ammonia là 1,890 kg.
Khối lượng mol của \( \text{NH}_3 \) là 17 g/mol nên số mol của \( \text{NH}_3 \):
\[
n_{\text{NH}_3} = \frac{340 \times 1000}{17} = 20000 \, \text{mol}
\]
Hiệu suất 90% nên số mol \( \text{HNO}_3 \) thu được:
\[
n_{\text{HNO}_3} = 20000 \times 0.9 = 18000 \, \text{mol}
\]
Khối lượng mol của \( \text{HNO}_3 \) là 63 g/mol nên khối lượng \( \text{HNO}_3 \):
\[
m_{\text{HNO}_3} = 18000 \times 63 = 1134000 \, \text{g} = 1134 \, \text{kg}
\]
Dung dịch \( \text{HNO}_3 \) 60% có khối lượng:
\[
m_{\text{dd}} = \frac{m_{\text{HNO}_3}}{0.6} = \frac{1134}{0.6} = 1890 \, \text{kg}
\]
Quảng cáo
Bạn muốn hỏi bài tập?
Câu hỏi hot cùng chủ đề
-
Hỏi từ APP VIETJACK64705
-
Hỏi từ APP VIETJACK44807
