Question

NaNO3是重要的化工原料，可通过下列方法制备：

第一步：在吸收塔中，将硝酸生产中排出的尾气(体积分数：含0.5%NO、1.5%NO2)

用纯碱溶液完全吸收。

第二步：将吸收塔中的混合液送入转化塔中，加入50%HNO3溶液，同时通入足量的压缩空气搅拌，充分反应，得到NaNO3和硝酸的混合液。

第三步：将转化塔中的混合液用纯碱中和后，经蒸发浓缩、冷却结晶、离心分离、干燥，得NaNO3成品。

已知：每生产1.0t纯净的NaNO3固体，需消耗0.65 t无水Na2CO3、消耗氧气的体积为33.6 m3(标准状况下)和一定量的HNO3。生产过程中排出的尾气中均不含氮氧化物。

回答下列问题：

(1) 第一步生产过程中发生反应的总化学方程式是 。

(2) 检验NaNO3成品中是否含少量的Na2CO3杂质的方法是

(3) 生产过程中Na2CO3的利用率是________(计算结果精确到小数点后两位)。

(4) 生产1.0 t纯净的NaNO3固体，可以处理硝酸生产中排出的尾气的体积为多少m3(标准状况下)。请写出计算过程。

 

Answer 1

（13分）(1) NO＋3NO2＋2Na2CO3===3NaNO2＋NaNO3＋2CO2（2分）

(2) 取少量NaNO3样品溶于水，滴入CaCl2溶液，若有白色沉淀生成，再加盐酸、沉淀又消失，说明有Na2CO3存在，否则无（2分）

(3) 0.96（3分）

(4)（4分）

设NO的物质的量为xmol，则NO2的物质的量为3xmol

因为3n(NO)+n(NO2)=4n(O2)即 3x+3x=4×1.5kmol

x=1kmol

n(NO)+n(NO2)=4kmol

V(尾气)=4×22.4/0.02%=4480m3

【解析】

试题分析：（1）NO和NO2与碳酸化钠溶液反应，根据第二步流程，可知生成的产物中有还原性物质，所以产物有硝酸钠、亚硝酸钠、二氧化碳，则第一步生产过程中发生反应的总化学方程式是NO＋3NO2＋2Na2CO3===3NaNO2＋NaNO3＋2CO2

（2）检验NaNO3成品中是否含少量的Na2CO3杂质，即是检验碳酸根离子，常用试剂是氯化钙、氢氧化钙溶液，操作步骤是取少量NaNO3样品溶于水，滴入CaCl2溶液，若有白色沉淀生成，再加盐酸、沉淀又消失，说明有Na2CO3存在，否则不存在；

（3）根据元素守恒得Na2CO3～2NaNO3，所以0.65t的无水碳酸钠的利用率是x，则106:170=0.65x:1，解得x=0.96；

（4）33.6m3=33600L，所以生产1.0 t纯净的NaNO3固体，消耗氧气1500mol，根据得失电子守恒，NO和NO2失电子总数=氧气得电子总数，可以计算NO和NO2的物质的量，NO和NO2占尾气的2%，所以可计算生产1.0 t纯净的NaNO3固体，可以处理硝酸生产中排出的尾气的体积。具体步骤见答案。

考点：考查化学方程式的书写与计算，离子检验