公務員試験 H24年 国家一般職(化学) No.24解説

　問 題　　　　　

硝酸の工業的製法に関する次の記述の㋐ ㋑ に当てはまるものの組合せとして最も妥当なのはどれか。

「オストワルト法は ㋐ を酸化して硝酸を工業的に製造する方法である。図 ㋑ は、硝酸-水の二成分系の 760mmHg (101kPa) における気 – 液平衡図であり、硝酸の濃度 68wt ％で共沸混合物をつくることが分かる。したがって、68 wt％ 以上の硝酸を得るには、脱水剤を加えて蒸留するなどの方法がとられる。」

㋐ ㋑

1. 窒素　Ⅰ
2. 窒素　Ⅱ
3. アンモニア　Ⅰ
4. アンモニア　Ⅱ
5. 硝石　Ⅱ

 

 

 

 

 

　解 説　　　　　

オストワルト法とは、硝酸の工業的製法です。式で表すと「NH₃＋2O₂ → 2HNO₃+H₂O」です。アンモニアの酸化により硝酸を合成します。よって正解は 3 or 4です。ちなみに、アンモニアを窒素から作るのがハーバー法です。

純粋な水は、純粋な硝酸よりも沸点が高いです。従って、左端の温度の方が右端の温度よりも高いはずなので図Ⅰが正解と考えられます。

また「水ー硝酸の共沸混合物は、沸点がそれぞれの純物質よりも高くなる（約128℃）」ということを知っていれば上に凸である図Ⅰを選べます。

以上より、正解は 3 です。ちなみに、選択肢 5 の「硝石」とは硝酸カリウムのことです。