Question

【题目】利用硝酸厂尾气中较高浓度NOx气体(含NO、NO2)制备NaNO2、NaNO3，流程如下：

已知：NaOH+NO+NO2═2NaNO2+H2O

（1）写出Na2CO3溶液和NO、NO2反应的化学方程式_______________________________。

（2）中和液所含溶质除NaNO2及少量Na2CO3 外，还有少量___________和___________（填化学式）。

（3）中和液进行蒸发Ⅰ操作时，应控制水的蒸发量，避免浓度过大，目的是____________________；蒸发Ⅰ产生的蒸气中含有少量的NaNO2等有毒物质，不能直接排放，将其冷凝后用于流程中的______________（填操作名称）最合理。

（4）母液Ⅱ需 回收利用，下列处理方法合理的是________________________。

a.转入中和液 b.转入结晶Ⅰ操作 c.转入转化液 d.转入结晶Ⅱ操作

（5）NaNO2能与N2H4反应生成NaN3，该反应中NaNO2_____（填“被氧化”或“被还原”）

N2H4 的电子式是____________________，NaN3 中含有的化学键类型是______________________。

（6）若将NaNO2、NaNO3两种产品的物质的量之比设为2∶1，则生产1.38吨NaNO2时，Na2CO3的理论用量为________________吨（假定Na2CO3恰好完全反应）。

Answer 1

【答案】 Na2CO3+NO+NO2=2NaNO2+CO2 NaHCO3 NaNO3 防止NaNO3析出而降低NaNO2纯度 溶碱 c 被还原 离子键和(非极性)共价键 1.59

【解析】（1）碳酸钠溶液显碱性，结合已知NaOH+NO+NO2═2NaNO2+H2O可得，Na2CO3溶液和NO、NO2反应生成NaNO2，根据原子守恒，还会有CO2生成，故反应的化学方程式为：Na2CO3+NO+NO2=2NaNO2+CO2。

（2）由制备流程可知，碳酸钠溶解后，碱吸收过程可能发生Na2CO3+NO+NO2=2NaNO2+CO2、3NO2+H2O=HNO3+NO、Na2CO3+2HNO3=NaNO3+H2O+CO2↑、Na2CO3+HNO3=NaNO3+NaHCO3等反应，所以中和液所含溶质除NaNO2及少量Na2CO3外，还有少量NaHCO3和NaNO3。

（3）中和液进行蒸发Ⅰ操作时，若水的蒸发量过大，则溶液浓度过大，可能有NaNO2析出，从而降低NaNO3的纯度；蒸发Ⅰ产生的蒸气中含有少量的NaNO2等有毒物质，不能直接排放，应循环利用提高利用率，所以将其冷凝后用于流程中的“溶碱”最合理。

（4）母液Ⅱ中的溶质主要是NaNO3，将其转入转化液之后再进行蒸发结晶等操作，可以提高利用率，所以合理处理的方法选c。

（5）NaNO2中N元素化合价为：+3价，N2H4中N元素化合价为：-2价，所以NaNO2与N2H4发生氧化还原反应生成NaN3，该反应中NaNO2被还原；N2H4为共价化合物，N元素化合价为-2价，H元素化合价为+1价，两个N原子间形成一对共用电子，每个N原子分别与2个H原子形成共用电子对，故电子式为：；NaN3中含有活泼金属，故为离子化合物，Na+与N3-之间形成离子键，N3-内的N原子间形成(非极性)共价键。

（6）因为NaNO2、NaNO3两种产品的物质的量之比为2∶1，1.38吨NaNO2的物质的量为：1.38×106g÷69g/mol＝2×104mol，则生成的NaNO3物质的量为：1×104mol，根据Na原子守恒，2n(Na2CO3)=n(NaNO2)+n(NaNO3)，则Na2CO3的理论用量：m(Na2CO3)= ×(2×104＋1×104)mol×106g/mol＝1.59×106g＝1.59吨。