Question

酸工业生产中的尾气可用纯碱溶液吸收，有关的化学反应为：
2NO₂+Na₂CO₃→NaNO₂+NaNO₃+CO₂↑　 ①
NO+NO₂+Na₂CO₃→2NaNO₂+CO₂↑　　　②
（1）根据反应①，每产生22.4L（标准状况下）CO₂，吸收液质量将增加______g．
（2）配制1000g质量分数为21.2%的纯碱吸收液，需Na₂CO₃?10H₂O多少克？
（3）现有1000g质量分数为21.2%的纯碱吸收液，吸收硝酸工业尾气，每产生22.4L（标准状况）CO₂时，吸收液质量就增加44g．
①计算吸收液中NaNO₂和NaNO₃物质的量之比．
②1000g质量分数为21.2%的纯碱在20℃经充分吸收硝酸工业尾气后，蒸发掉688g水，冷却到0℃，最多可析出NaNO₂多少克？（0℃时，NaNO₂的溶解度为71.2g/100g水）

Answer 1

解：（1）由方程式：2NO₂+Na₂CO₃→NaNO₂+NaNO₃+CO₂↑△m=48g，即每产生22.4L（1mol）CO₂，吸收液质量将增加48g，故答案为：48；
（2）m（Na₂CO₃）=1000*21.2%=212g 而Na₂CO₃?10H₂O中Na₂CO₃质量分数=106/286=37.1%，所以需Na₂CO₃?10H₂O质量=212/37.1%=572g，故需Na₂CO₃?10H₂O的质量为572g，
答：需Na₂CO₃?10H₂O572克；
（3）①2NO₂+Na₂CO₃→NaNO₂+NaNO₃+CO₂↑△m=48g
NO+NO₂+Na₂CO₃→2NaNO₂+CO₂↑△m=32g
设由NO₂与纯碱反应产生的CO₂为amol，由NO和NO₂与纯碱反应产生的CO₂为bmol，则
a+b=1
48a+32b=44
解得a=0.75，b=0.25 所以n（NaNO₂）：n（NaNO₃）=（a+2b）：a=5：3，
答：吸收液中NaNO₂和NaNO₃物质的量之比为5：3；
②设生成的n（NaNO₂）为5x mol，n（NaNO₃）为3x mol，1000g质量分数为21.2%的纯碱中m（Na₂CO₃）=1000*21.2%=212g，其物质的量为2mol，
据Na⁺守恒：5x+3x=4 x=0.5，所以n（NaNO₂）=2.5mol，n（NaNO₃）=1.5mol，m（NaNO₂）=2.5mol×69g/mol=172.5g，形成饱和溶液时析出的NaNO₂最多，
m（H₂O）余=1000×78.8%-688=100g，
所以析出m（NaNO₂）（最大）=172.5-71.2=101.3g，
答：最多可析出NaNO₂101.3克．
分析：（1）根据化学方程式2NO₂+Na₂CO₃→NaNO₂+NaNO₃+CO₂↑运用差量法来解答；
（2）先根据溶液的质量和质量百分数求出溶质Na₂CO₃的质量，然后再求Na₂CO₃?10H₂O的质量；
（3）分别设出由NO₂与纯碱反应产生的CO₂和由NO和NO₂与纯碱反应产生的CO₂，列出式子求解，最终求出吸收液中NaNO₂和NaNO₃物质的量之比；设出NaNO₂和NaNO₃的物质的量，利用据Na⁺守恒列出式子求出NaNO₂和NaNO₃的物质的量，根据形成饱和溶液时析出的NaNO₂最多求出以析出的m（NaNO₂），即为最多析出的质量．
点评：本题主要考查了化学计算，问题（3）难度较大，运用了守恒思想来解题．