Question

某亞硝酸鈉生產(chǎn)廠采用硝酸為原料，其生產(chǎn)原理是NO+NO₂+2NaOH═2NaNO₂+H₂O．工藝流程如下

（1）分解塔中填有大量的瓷環(huán)，其目的是：

 

．
（2）按一定計量比在反應(yīng)塔中通SO₂和噴入硝酸，若反應(yīng)后生成的NO與NO₂物質(zhì)的量之比恰好1：1，則分解塔中發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為：

 

．試從產(chǎn)物產(chǎn)率的角度分析該反應(yīng)中硝酸的濃度不宜過大或過小的原因是

 

，若硝酸過濃度，吸收塔中可能發(fā)生的副反應(yīng)化學方程式為

 

．
（3）通入一定量的N₂的目的是：

 

．
（4）吸收塔中尾氣如何再利用：

 

．

Answer 1

考點：亞硝酸鹽,制備實驗方案的設(shè)計

專題：氮族元素

分析：根據(jù)工藝流程可知：將SO₂通入7～10mol/L的HNO₃溶液中后，有H₂SO₄生成，可知SO₂在反應(yīng)中做還原劑被氧化，HNO₃被還原為NO與NO₂；將生成的混合物冷卻后，向NO與NO₂的混合氣體中通入氮氣后在吸收塔中被7～10mol/L的氫氧化鈉溶液吸收，通入的氮氣可以使NO和NO₂混合氣體被稀釋，能被氫氧化鈉充分吸收，發(fā)生反應(yīng)：NO+NO₂+2NaOH═2NaNO₂+H₂O，得到主產(chǎn)物NaNO₂；如果硝酸的濃度控制得當，得到的NO和NO₂比例是1：1，則將會被氫氧化鈉溶液完全吸收，但如果硝酸的濃度過高，則會導致所得的混合氣體中NO₂的含量過高而過量，此時會在尾氣中會有過量的NO₂，而如果硝酸的濃度偏低，則會導致所得的混合氣體中NO的含量過高而過量，所得的尾氣中會有NO，但無論是哪種情況，都可以通入適量的O₂，再進入吸收塔，循環(huán)吸收來進行尾氣處理．
（1）根據(jù)瓷環(huán)的作用來分析；
（2）根據(jù)HNO₃被還原后生成的NO與NO₂物質(zhì)的量之比恰好是1：1可知，氮元素得4mol電子，能將2molSO₂氧化為2molH₂SO₄，據(jù)此寫出反應(yīng)；根據(jù)濃硝酸的還原產(chǎn)物是NO₂，稀硝酸的還原產(chǎn)物是NO，據(jù)此分析；根據(jù)當硝酸過濃時，生成的二氧化氮過多來分析；
（3）根據(jù)通入一定量的N₂的目的來分析；
（4）根據(jù)吸收塔中尾氣的成分主要是NO和NO₂來分析．

解答：解：（1）分解塔中填有大量的瓷環(huán)，其目的是增大接觸面，使兩者充分接觸反應(yīng)，提高原料利用率，故答案為：增大接觸面，使兩者充分接觸反應(yīng)，提高原料利用率；
（2）HNO₃被還原后生成的NO與NO₂物質(zhì)的量之比恰好是1：1，即2molHNO₃被還原時氮元素得4mol電子，能將2molSO₂氧化為2molH₂SO₄，故化學方程式為：2HNO₃+2SO₂+H₂O═NO+NO₂+2H₂SO₄；濃硝酸的還原產(chǎn)物是NO₂，稀硝酸的還原產(chǎn)物是NO，故當硝酸濃度過大，主要還原生成NO₂，導致亞硝酸鈉產(chǎn)率降低；若硝酸濃度過低，分解塔中出來的主要是NO，亞硝酸鈉產(chǎn)率也低；當硝酸過濃時，生成的二氧化氮過多，還可能發(fā)生NO₂與氫氧化鈉的反應(yīng)：2NO₂+2NaOH═NaNO₃+NaNO₂+H₂O，
故答案為：2HNO₃+2SO₂+H₂O═NO+NO₂+2H₂SO₄；硝酸濃度過大，主要還原生成NO₂，導致亞硝酸鈉產(chǎn)率降低；若硝酸濃度過低，分解塔中出來的主要是NO，亞硝酸鈉產(chǎn)率也低；2NO₂+2NaOH═NaNO₃+NaNO₂+H₂O
（3）通入一定量的N₂可以稀釋氣體，提高氣體的吸收率，故答案為：稀釋氣體，提高吸收率；
（4）吸收塔中尾氣的成分主要是NO和NO₂，故可以通入適量的O₂，再進入吸收塔，循環(huán)吸收，故答案為：通入適量的O₂，再進入吸收塔，循環(huán)吸收；

點評：本題考查了亞硝酸鈉的生產(chǎn)流程和過程中涉及到的氧化還原反應(yīng)，分析尾氣處理時應(yīng)注意根據(jù)尾氣中的成分來選擇合適的處理方法．