Question

【題目】工業(yè)上利用氨氧化獲得的高濃度NOx氣體（含NO、NO2）制備NaNO2、NaNO3，工藝流程如下：

已知：Na2CO3+NO+NO2═2NaNO2+CO2

（1）中和液所含溶質(zhì)除NaNO2及少量Na2CO3外，還有_________________（填化學(xué)式）。

（2）中和液進(jìn)行蒸發(fā)Ⅰ操作時(shí)，應(yīng)控制水的蒸發(fā)量，避免濃度過大，目的是_____________；蒸發(fā)Ⅰ產(chǎn)生的蒸汽中含有少量的NaNO2等有毒物質(zhì)，不能直接排放，將其冷凝后用于流程中的_____________________（填操作名稱）最合理。

（3）母液Ⅰ進(jìn)行轉(zhuǎn)化時(shí)加入稀HNO3的目的是______________________________；母液Ⅱ需回收利用，下列處理方法合理的是_______。

a．轉(zhuǎn)入中和液 b．轉(zhuǎn)入結(jié)晶Ⅰ操作 c．轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)化液 d．轉(zhuǎn)入結(jié)晶Ⅱ操作

（4）若將NaNO2、NaNO3兩種產(chǎn)品的物質(zhì)的量之比設(shè)為2：1，則生產(chǎn)1.38噸NaNO2時(shí)，Na2CO3的理論用量為______________噸（假定Na2CO3恰好完全反應(yīng)）。

Answer 1

【答案】NaNO3防止NaNO2的析出溶堿將NaNO2轉(zhuǎn)化為NaNO3cd1.59

【解析】

由制備流程可知，碳酸鈉溶解后，堿吸收發(fā)生Na2CO3+NO+NO2═2NaNO2+CO2、3NO2+H2O=HNO3+NO、Na2CO3+2HNO3=NaNO3+H2O+CO2↑，然后中和液進(jìn)行蒸發(fā)Ⅰ操作，應(yīng)避免濃度過大NaNO2析出，蒸發(fā)Ⅰ產(chǎn)生的蒸汽中含有少量的NaNO2等有毒物質(zhì)要回收再循環(huán)利用；結(jié)晶過濾分離出NaNO3，母液I中主要含NaNO2，母液Ⅰ進(jìn)行轉(zhuǎn)化時(shí)加入稀HNO3、空氣，硝酸提供酸性環(huán)境，可將NaNO2轉(zhuǎn)化為NaNO3，轉(zhuǎn)化液蒸發(fā)、結(jié)晶、過濾分離出NaNO3，母液Ⅱ中主要含NaNO3，應(yīng)在轉(zhuǎn)化液及結(jié)晶中提高利用率，以此解答（1）～（3）；（4）生產(chǎn)1.38噸NaNO2時(shí)，n（NaNO2）==2×104mol，NaNO2、NaNO3兩種產(chǎn)品的物質(zhì)的量之比為2：1，則n（NaNO3）=1×104mol，由Na原子守恒可知，2n（Na2CO3）=n（NaNO2）+n（NaNO3），結(jié)合m=nM計(jì)算。

由制備流程可知，碳酸鈉溶解后，堿吸收發(fā)生Na2CO3+NO+NO2═2NaNO2+CO2、3NO2+H2O=HNO3+NO、Na2CO3+2HNO3=NaNO3+H2O+CO2↑，然后中和液進(jìn)行蒸發(fā)Ⅰ操作，應(yīng)避免濃度過大NaNO2析出，蒸發(fā)Ⅰ產(chǎn)生的蒸汽中含有少量的NaNO2等有毒物質(zhì)要回收再循環(huán)利用；結(jié)晶過濾分離出NaNO3，母液I中主要含NaNO2，母液Ⅰ進(jìn)行轉(zhuǎn)化時(shí)加入稀HNO3、空氣，硝酸提供酸性環(huán)境，可將NaNO2轉(zhuǎn)化為NaNO3，轉(zhuǎn)化液蒸發(fā)、結(jié)晶、過濾分離出NaNO3，母液Ⅱ中主要含NaNO3，應(yīng)在轉(zhuǎn)化液及結(jié)晶中提高利用率。（1）由上述分析可知，二氧化氮與堿液反應(yīng)生成NaNO2，還可生成NaNO3，中和液中含剩余的少量Na2CO3，故答案為：NaNO3；（2）中和液進(jìn)行蒸發(fā)Ⅰ操作時(shí)，應(yīng)控制水的蒸發(fā)量，避免濃度過大，目的是防止NaNO2的析出，蒸發(fā)Ⅰ產(chǎn)生的蒸汽中含有少量的NaNO2等有毒物質(zhì)，不能直接排放，將其冷凝后用于流程中的溶堿，循環(huán)利用，提高利用率；（3）由上述分析可知，母液Ⅰ進(jìn)行轉(zhuǎn)化時(shí)加入稀HNO3的目的是將NaNO2轉(zhuǎn)化為NaNO3。母液Ⅱ需回收利用，可轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)化液或轉(zhuǎn)入結(jié)晶Ⅱ操作，提高其利用率，故答案為：將NaNO2轉(zhuǎn)化為NaNO3；cd；（4）生產(chǎn)1.38噸NaNO2時(shí)，n（NaNO2）==2×104mol，NaNO2、NaNO3兩種產(chǎn)品的物質(zhì)的量之比為2：1，則n（NaNO3）=1×104mol，由Na原子守恒可知，2n（Na2CO3）=n（NaNO2）+n（NaNO3），m（Na2CO3）=（2×104mol+1×104mol）××106g/mol=1.59×106g=1.59t。