Question

【題目】熔鹽級硝酸鈉大量應用于太陽能儲熱介質，一種以工業純堿（純度為98%，雜質為NaCl)和生產硝酸產生的NO,廢氣（含NO、NO2)為原料分離亞硝酸鈉并制取熔鹽級硝酸鈉的工藝流程如圖所示。回答下列問題：

（1）純堿“吸收”NO、NO2反應的化學方程式為_______________.“中和液”所含溶質除NaCl及少量Na2CO3外，還有___________(填化學式）。

（2）母液A加人稀硝酸生成有NO.寫出“轉化”時加入稀硝酸反應的離子方程式___________

（3）“洗滌”時可以使用母液___________(填“A”或“B”），晶體"純化”的方法為___________(填操作名稱）。

（4）“步驟3”需要高溫分離NaCl固體.原因是_______________，母液D可返回步驟___________(填“2”或“3”）循環使用。

（5）若得到NaNO2、NaNO3兩種產品的物質的量之比為2:1，假定Na2CO3恰好完全反應，則生產1.38噸NaNO2時，工業純堿的理論用量為___________噸（保留3位有效數字）。

Answer 1

【答案】Na2CO3+NO+NO2=2NaNO2+CO2 NaNO2、NaNO3 3NO2-+2H+=NO3-+2NO+H2O B 重結晶 防止NaNO3的析出 3 1.62

【解析】

根據工藝流程圖，用純堿吸收氮氧化合物，反應生成CO2和NaNO2，中和后得到中和液經步驟1得到NaNO2晶體和含有NaNO2的母液A，加入稀硝酸并通入空氣進行轉換得生成NO和NaNO3，再加入適量的純堿中和稀硝酸，經步驟2得到含有NaNO3的母液B和NaNO3晶體，母液B經高溫分離出NaCl和熱母液C，再經步驟4得到含NaNO3的冷母液D和NaNO3晶體，最終經洗滌轉化得到熔鹽級硝酸鈉，據此分析解答。

(1)根據上述分析，用純堿吸收氮氧化合物，發生反應生成CO2和NaNO2，反應方程式為Na2CO3+NO+NO2=2NaNO2+CO2，“中和液”所含溶質除NaCl及少量Na2CO3外，還含有生成的NaNO2及部分NaNO3，故答案為：Na2CO3+NO+NO2=2NaNO2+CO2；NaNO2、NaNO3；

(2)“轉化”過程中，含有NaNO2的母液A加入稀硝酸生成NO和NaNO3，反應的離子方程式為3NO2-+2H+=NO3-+2NO+H2O，故答案為：3NO2-+2H+=NO3-+2NO+H2O；

(3)母液B含有大量的NaNO3，因此在洗滌硝酸鈉可適用母液B來進行洗滌，純化NaNO3晶體時，可采用重結晶的方法，提高晶體的純度，故答案為：B；重結晶；

(4)NaNO3的溶解度隨溫度的升高而升高，而NaCl的溶解度隨溫度變化較小，因此為了防止NaNO3的析出，需要在高溫的條件下分離NaCl固體，母液D液含NaNO3，可返回步驟3循環使用，故答案為：防止NaNO3的析出；3；

(4)生產1.38噸NaNO2時，，已知NaNO2、NaNO3兩種產品的物質的量之比為2:1，則n(NaNO3)=1×104mol，由Na原子守恒可以知道，n(Na2CO3)=[n(NaNO2)+n(NaNO3)]=1.5×104mol，則m(Na2CO3)=1.5×104mol×106g/mol=1.59×106g，則需要工業純堿的用量為1.59×106g÷98%≈1.62×106g=1.62t，故答案為：1.62。