Question

【題目】Ca(NO2)2常用作鋼筋混凝土工程中的阻銹劑。硝酸工業尾氣中含有大量氮氧化物，含較多NO的尾氣可用于制取Ca(NO2)2，工業流程如下：

已知：Ca(OH)2 + NO + NO2 Ca(NO2)2 + H2O；

2Ca(OH)2 + 4NO2 Ca(NO2)2 + Ca(NO3)2 + 2H2O

回答下列問題：

(1)Ca(NO2)2的名稱是____________。

(2)一次吸收后的尾氣通過濃硝酸，一部分NO被濃硝酸氧化，反應的化學方程式是____；

在一定條件下，通入NH3將過多的NO2還原為N2以調節n(NO)/n(NO2)的比值，反應中氧化劑與還原劑的物質的量之比為___。

(3)在整個過程中，控制n(NO)/n(NO2)＞1的目的是_______________。

(4)用石灰乳兩次吸收的目的是_______。

(5)在鋼筋混凝土中，Ca(NO2)2可阻止Cl-對鋼筋的腐蝕，其原理如下圖示，該反應的離子方程式為____________。

(6)產品中主要含有的雜質是Ca(NO3)2。測定Ca(NO3)2含量的實驗步驟是：稱取0.410g產品溶于水，加入過量Na2SO4溶液，過濾，在濾液中加入足量NH4Cl飽和溶液（發生反應：NH4++NO2-N2 + 2H2O）；充分反應后，用稀硫酸酸化，向溶液中加入過量的15.00mL0.1000mol/L (NH4)2Fe(SO4)2溶液至充分反應（假設還原產物為NO）；加入N-苯基鄰氨基苯甲酸做指示劑，用0.1000mol/LK2Cr2O7標準溶液滴定剩余的Fe2+，消耗標準溶液2.00mL。則：產品中Ca(NO3)2的質量分數為________。

Answer 1

【答案】亞硝酸鈣 NO + 2HNO33NO2 + H2O 3:4 減小生成Ca(NO3)2的相對量 提高吸收液中Ca(NO2)2的濃度并減少排放尾氣中的氮氧化物 2NO2- + 2Fe2+ + 2OH-Fe2O3 + 2NO↑+ H2O 2.00%

【解析】

(1)Ca(NO2)2中氮元素的化合價為+3價，其名稱是亞硝酸鈣；

(2)一次吸收后的尾氣通過濃硝酸，一部分NO被濃硝酸氧化生成二氧化氮和水，反應的化學方程式是NO + 2HNO33NO2 + H2O；

NH3將過多的NO2還原為N2，同時生成水，反應的化學方程式為6NO+4NH3=5N2+6H2O，NO中氮元素化合價降低作氧化劑，NH3中氮元素化合價升高作還原劑，根據反應可知反應中氧化劑與還原劑的物質的量之比為3：4；

(3) 若n( NO)：n( NO2)<l，則會發生副反應產生Ca(NO3)2，故在整個過程中，控制n(NO)/n(NO2)＞1的目的是減小生成Ca(NO3)2的相對量；

(4)用石灰乳兩次吸收，以提高吸收液中Ca(NO2)2的濃度并減少排放尾氣中的氮氧化物；

(5)在鋼筋混凝土中，Ca(NO2)2可阻止Cl-對鋼筋的腐蝕，根據圖示可知，堿性條件下亞硝酸根離子將亞鐵離子氧化產生氧化膜氧化鐵，形成鈍化層，該反應的離子方程式為2NO2- + 2Fe2+ + 2OH-Fe2O3 + 2NO↑+ H2O；

(6) 15.00mL0.1000mol/L (NH4)2Fe(SO4)2溶液中n(Fe2+)=15.00×10-3L×0.1000mol/L=1.5×10-3mol，根據反應Cr2O72-+6 Fe2++ 14H+= 6Fe3++2Cr3++7H2O可知，用0.1000mol/LK2Cr2O7標準溶液滴定剩余的Fe2+的物質的是為2.00×10-3L×0.1000mol/L×6=1.2×10-3mol，故與硝酸根離子反應的亞鐵離子的物質的量為3×10-4mol，根據反應NO3-+3Fe2++ 4H+= 3Fe3++NO↑+2H2O可知，n(NO3-)=3×10-4mol×=1×10-4mol，則：產品中Ca(NO3)2的質量分數為。