Question

NaNO3是重要的化工原料，可通過下列方法制備：

第一步：在吸收塔中，將硝酸生產(chǎn)中排出的尾氣(體積分?jǐn)?shù)：含0.5%NO、1.5%NO2)

用純堿溶液完全吸收。

第二步：將吸收塔中的混合液送入轉(zhuǎn)化塔中，加入50%HNO3溶液，同時(shí)通入足量的壓縮空氣攪拌，充分反應(yīng)，得到NaNO3和硝酸的混合液。

第三步：將轉(zhuǎn)化塔中的混合液用純堿中和后，經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、離心分離、干燥，得NaNO3成品。

已知：每生產(chǎn)1.0t純凈的NaNO3固體，需消耗0.65 t無水Na2CO3、消耗氧氣的體積為33.6 m3(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)和一定量的HNO3。生產(chǎn)過程中排出的尾氣中均不含氮氧化物。

回答下列問題：

(1) 第一步生產(chǎn)過程中發(fā)生反應(yīng)的總化學(xué)方程式是 。

(2) 檢驗(yàn)NaNO3成品中是否含少量的Na2CO3雜質(zhì)的方法是

(3) 生產(chǎn)過程中Na2CO3的利用率是________(計(jì)算結(jié)果精確到小數(shù)點(diǎn)后兩位)。

(4) 生產(chǎn)1.0 t純凈的NaNO3固體，可以處理硝酸生產(chǎn)中排出的尾氣的體積為多少m3(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)。請寫出計(jì)算過程。

 

Answer 1

（13分）(1) NO＋3NO2＋2Na2CO3===3NaNO2＋NaNO3＋2CO2（2分）

(2) 取少量NaNO3樣品溶于水，滴入CaCl2溶液，若有白色沉淀生成，再加鹽酸、沉淀又消失，說明有Na2CO3存在，否則無（2分）

(3) 0.96（3分）

(4)（4分）

設(shè)NO的物質(zhì)的量為xmol，則NO2的物質(zhì)的量為3xmol

因?yàn)?n(NO)+n(NO2)=4n(O2)即 3x+3x=4×1.5kmol

x=1kmol

n(NO)+n(NO2)=4kmol

V(尾氣)=4×22.4/0.02%=4480m3

【解析】

試題分析：（1）NO和NO2與碳酸化鈉溶液反應(yīng)，根據(jù)第二步流程，可知生成的產(chǎn)物中有還原性物質(zhì)，所以產(chǎn)物有硝酸鈉、亞硝酸鈉、二氧化碳，則第一步生產(chǎn)過程中發(fā)生反應(yīng)的總化學(xué)方程式是NO＋3NO2＋2Na2CO3===3NaNO2＋NaNO3＋2CO2

（2）檢驗(yàn)NaNO3成品中是否含少量的Na2CO3雜質(zhì)，即是檢驗(yàn)碳酸根離子，常用試劑是氯化鈣、氫氧化鈣溶液，操作步驟是取少量NaNO3樣品溶于水，滴入CaCl2溶液，若有白色沉淀生成，再加鹽酸、沉淀又消失，說明有Na2CO3存在，否則不存在；

（3）根據(jù)元素守恒得Na2CO3～2NaNO3，所以0.65t的無水碳酸鈉的利用率是x，則106:170=0.65x:1，解得x=0.96；

（4）33.6m3=33600L，所以生產(chǎn)1.0 t純凈的NaNO3固體，消耗氧氣1500mol，根據(jù)得失電子守恒，NO和NO2失電子總數(shù)=氧氣得電子總數(shù)，可以計(jì)算NO和NO2的物質(zhì)的量，NO和NO2占尾氣的2%，所以可計(jì)算生產(chǎn)1.0 t純凈的NaNO3固體，可以處理硝酸生產(chǎn)中排出的尾氣的體積。具體步驟見答案。

考點(diǎn)：考查化學(xué)方程式的書寫與計(jì)算，離子檢驗(yàn)