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:
 
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.
練習冊系列答案
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(填序號).
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+
 

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.(已知:KSP(AgNO2)=2×10-8 mol2?L-2

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