Question

酸工業生產中的尾氣可用純堿溶液吸收，有關的化學反應為：
2NO₂+Na₂CO₃→NaNO₂+NaNO₃+CO₂↑　 ①
NO+NO₂+Na₂CO₃→2NaNO₂+CO₂↑　　　②
（1）根據反應①，每產生22.4L（標準狀況下）CO₂，吸收液質量將增加______g．
（2）配制1000g質量分數為21.2%的純堿吸收液，需Na₂CO₃?10H₂O多少克？
（3）現有1000g質量分數為21.2%的純堿吸收液，吸收硝酸工業尾氣，每產生22.4L（標準狀況）CO₂時，吸收液質量就增加44g．
①計算吸收液中NaNO₂和NaNO₃物質的量之比．
②1000g質量分數為21.2%的純堿在20℃經充分吸收硝酸工業尾氣后，蒸發掉688g水，冷卻到0℃，最多可析出NaNO₂多少克？（0℃時，NaNO₂的溶解度為71.2g/100g水）

Answer 1

解：（1）由方程式：2NO₂+Na₂CO₃→NaNO₂+NaNO₃+CO₂↑△m=48g，即每產生22.4L（1mol）CO₂，吸收液質量將增加48g，故答案為：48；
（2）m（Na₂CO₃）=1000*21.2%=212g 而Na₂CO₃?10H₂O中Na₂CO₃質量分數=106/286=37.1%，所以需Na₂CO₃?10H₂O質量=212/37.1%=572g，故需Na₂CO₃?10H₂O的質量為572g，
答：需Na₂CO₃?10H₂O572克；
（3）①2NO₂+Na₂CO₃→NaNO₂+NaNO₃+CO₂↑△m=48g
NO+NO₂+Na₂CO₃→2NaNO₂+CO₂↑△m=32g
設由NO₂與純堿反應產生的CO₂為amol，由NO和NO₂與純堿反應產生的CO₂為bmol，則
a+b=1
48a+32b=44
解得a=0.75，b=0.25 所以n（NaNO₂）：n（NaNO₃）=（a+2b）：a=5：3，
答：吸收液中NaNO₂和NaNO₃物質的量之比為5：3；
②設生成的n（NaNO₂）為5x mol，n（NaNO₃）為3x mol，1000g質量分數為21.2%的純堿中m（Na₂CO₃）=1000*21.2%=212g，其物質的量為2mol，
據Na⁺守恒：5x+3x=4 x=0.5，所以n（NaNO₂）=2.5mol，n（NaNO₃）=1.5mol，m（NaNO₂）=2.5mol×69g/mol=172.5g，形成飽和溶液時析出的NaNO₂最多，
m（H₂O）余=1000×78.8%-688=100g，
所以析出m（NaNO₂）（最大）=172.5-71.2=101.3g，
答：最多可析出NaNO₂101.3克．
分析：（1）根據化學方程式2NO₂+Na₂CO₃→NaNO₂+NaNO₃+CO₂↑運用差量法來解答；
（2）先根據溶液的質量和質量百分數求出溶質Na₂CO₃的質量，然后再求Na₂CO₃?10H₂O的質量；
（3）分別設出由NO₂與純堿反應產生的CO₂和由NO和NO₂與純堿反應產生的CO₂，列出式子求解，最終求出吸收液中NaNO₂和NaNO₃物質的量之比；設出NaNO₂和NaNO₃的物質的量，利用據Na⁺守恒列出式子求出NaNO₂和NaNO₃的物質的量，根據形成飽和溶液時析出的NaNO₂最多求出以析出的m（NaNO₂），即為最多析出的質量．
點評：本題主要考查了化學計算，問題（3）難度較大，運用了守恒思想來解題．