Question

18．硝酸鈉為無色透明或淡黃色菱形晶體，主要用于制造硝酸鉀、炸藥、苦味酸和其他硝酸鹽．其生產(chǎn)方法主要有硝酸尾氣吸收法、離子交換法、中和法和復(fù)分解法．
（1）硝酸尾氣吸收法是利用堿溶液吸收汽車尾氣，該方法的優(yōu)點(diǎn)是對尾氣進(jìn)行回收利用，減小污染．
（2）使用復(fù)分解法制備硝酸鈉的流程如下：

①反應(yīng)器和除鈣器中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為：Ca（NO₃）₂+Na₂SO₄=CaSO₄↓+2NaNO₃；Na₂CO₃+Ca（NO₃）₂=CaCO₃↓+2NaNO₃．
②酸化槽中，應(yīng)加硝酸調(diào)節(jié)pH=7，才能使雜質(zhì)除去，又減少硝酸的浪費(fèi)；為提高酸化除雜的效率，除了適當(dāng)提高硝酸濃度外，還可以采取的措施是可以攪拌、適當(dāng)升高溫度．
③研究生產(chǎn)過程中水、硫酸鈉、碳酸鈉的用量與硝酸鈉浸出率之間的關(guān)系，其中水加入量對硝酸鈉浸出率的影響的實(shí)驗(yàn)結(jié)果見下表：

水/硝酸鈣	0.8：1	0.9：1	0.95：1	1：1	1.05：1	1.1：1	1.15：1
浸出率/%	83.1	94.5	98.2	99.1	99.5	99.6	99.7

從表中得出結(jié)論，在實(shí)際生產(chǎn)中水和硝酸鈣的比為1：1時(shí)最佳，你覺得原因是：加水太少，硝酸鈉浸出率低；加水太多，蒸發(fā)結(jié)晶時(shí)耗費(fèi)太多能源，導(dǎo)致成本提高．
（3）用硝酸鈉、木炭、硫磺也可以制得威力巨大的火藥，爆炸時(shí)產(chǎn)生一種單質(zhì)，一種氧化物以及一種金屬硫化物，其中，除硝酸鈉之外，另外一種氧化劑和還原劑的比為1：3，請寫出該反應(yīng)的方程式2NaNO₃+S+3C=Na₂S+N₂↑+3CO₂↑，．
（4）硝酸鈉在加熱條件下發(fā)生分解產(chǎn)生亞硝酸鈉（NaNO₂），某同學(xué)進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)得到粗產(chǎn)品，取2.000g產(chǎn)品配成l00.00mL溶液，取25.00mL溶液，用0．l000mol/L的酸性高錳酸鉀溶液進(jìn)行滴定，重復(fù)實(shí)驗(yàn)4次，平均消耗酸性高錳酸鉀溶液的體積為19.50mL，則粗產(chǎn)品中亞硝酸鈉的質(zhì)量百分含量為為67.27%．
（摩爾質(zhì)量：NaNO₂-69g/mol）

Answer 1

分析 （1）硝酸尾氣吸收法是利用堿溶液吸收汽車尾氣，有利于對尾氣進(jìn)行回收利用，減小大氣污染；
（2）①洗滌液中碳酸鈉和硫酸鈉與硝酸鈣發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，生成難溶的碳酸鈣和硫酸鈣；
②為減少硝酸的浪費(fèi)，所以的硝酸鹽呈中性，所以應(yīng)加硝酸調(diào)節(jié)溶液呈中性；可通過提高硝酸濃度、增加接觸面積和升高反應(yīng)液的溫度來加快化學(xué)反應(yīng)速率；
③由表可知水的比重越小，浸出率越低，水的比重越大浸出率越高，但加水多后續(xù)蒸發(fā)要消耗大量的熱能；
（3）用硝酸鈉、木炭、硫磺也可以制得威力巨大的火藥，爆炸時(shí)產(chǎn)生一種單質(zhì)是氮?dú)猓�一種氧化物是二氧化碳以及Na₂S，其中，除硝酸鈉之外，另外一種氧化劑硫和還原劑碳的物質(zhì)的量之比為1：3，所以方程式為：2NaNO₃+S+3C=Na₂S+N₂↑+3CO₂↑；
（4）KMnO₄溶液可將NO₂^-氧化為NO₃^-，MnO₄^-還原成Mn²⁺，所以發(fā)生反應(yīng)為：2KMnO₄～～～5NaNO₂，由此分析解答．

解答 解：（1）硝酸尾氣吸收法是利用堿溶液吸收汽車尾氣，有利于對尾氣進(jìn)行回收利用，減小大氣污染，故答案為：對尾氣進(jìn)行回收利用，減小污染；
（2）①洗滌液中碳酸鈉和硫酸鈉與硝酸鈣發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，生成難溶的碳酸鈣和硫酸鈣，反應(yīng)方程式為：Ca（NO₃）₂+Na₂SO₄=CaSO₄↓+2NaNO₃，Na₂CO₃+Ca（NO₃）₂=CaCO₃↓+2NaNO₃，故答案為：Ca（NO₃）₂+Na₂SO₄=CaSO₄↓+2NaNO₃；Na₂CO₃+Ca（NO₃）₂=CaCO₃↓+2NaNO₃；
②為減少硝酸的浪費(fèi)，所以的硝酸鹽呈中性，所以應(yīng)加硝酸調(diào)節(jié)溶液呈中性，所以調(diào)節(jié)pH=7；可通過提高硝酸濃度、增加接觸面積和升高反應(yīng)液的溫度來加快化學(xué)反應(yīng)速率，則可以攪拌、適當(dāng)升高溫度，故答案為：7；可以攪拌、適當(dāng)升高溫度；
③由表可知水的比重越小，浸出率越低，水的比重越大浸出率越高，但加水多后續(xù)蒸發(fā)要消耗大量的熱能，故答案為：加水太少，硝酸鈉浸出率低；加水太多，蒸發(fā)結(jié)晶時(shí)耗費(fèi)太多能源，導(dǎo)致成本提高；
（3）用硝酸鈉、木炭、硫磺也可以制得威力巨大的火藥，爆炸時(shí)產(chǎn)生一種單質(zhì)是氮?dú)�，一種氧化物是二氧化碳以及Na₂S，其中，除硝酸鈉之外，另外一種氧化劑硫和還原劑碳的物質(zhì)的量之比為1：3，所以方程式為：2NaNO₃+S+3C=Na₂S+N₂↑+3CO₂↑，故答案為：2NaNO₃+S+3C=Na₂S+N₂↑+3CO₂↑；
（4）KMnO₄溶液可將NO₂^-氧化為NO₃^-，MnO₄^-還原成Mn²⁺，所以發(fā)生反應(yīng)為：
                2KMnO₄ ～～～～～～～5NaNO₂，
                   2                    5
 0．l000mol/L×19.50×10^-3L            n（NaNO₂）
n（NaNO₂）=$\frac{0．l000mol/L×19.50×1{0}^{-3}L×5}{2}$=0.004875mol，則粗產(chǎn)品中亞硝酸鈉的質(zhì)量百分含量為$\frac{0.004875mol×69g/mol×\frac{l00.00mL}{25.00mL}}{2.000g}×100%$=67.27%，
故答案為：67.27%．

點(diǎn)評 本題考查尾氣處理、方程式的書寫和氧化還原的計(jì)算，綜合性強(qiáng)，特別（4）中的計(jì)算，學(xué)生要列出關(guān)系式進(jìn)行求解是解題的關(guān)鍵，有一定的難度．