Question

【題目】利用硝酸廠尾氣中較高濃度NOx氣體(含NO、NO2)制備NaNO2、NaNO3，流程如下：

已知：NaOH+NO+NO2═2NaNO2+H2O

（1）寫出Na2CO3溶液和NO、NO2反應的化學方程式_______________________________。

（2）中和液所含溶質除NaNO2及少量Na2CO3 外，還有少量___________和___________（填化學式）。

（3）中和液進行蒸發Ⅰ操作時，應控制水的蒸發量，避免濃度過大，目的是____________________；蒸發Ⅰ產生的蒸氣中含有少量的NaNO2等有毒物質，不能直接排放，將其冷凝后用于流程中的______________（填操作名稱）最合理。

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

a.轉入中和液 b.轉入結晶Ⅰ操作 c.轉入轉化液 d.轉入結晶Ⅱ操作

（5）NaNO2能與N2H4反應生成NaN3，該反應中NaNO2_____（填“被氧化”或“被還原”）

N2H4 的電子式是____________________，NaN3 中含有的化學鍵類型是______________________。

（6）若將NaNO2、NaNO3兩種產品的物質的量之比設為2∶1，則生產1.38噸NaNO2時，Na2CO3的理論用量為________________噸（假定Na2CO3恰好完全反應）。

Answer 1

【答案】 Na2CO3+NO+NO2=2NaNO2+CO2 NaHCO3 NaNO3 防止NaNO3析出而降低NaNO2純度 溶堿 c 被還原 離子鍵和(非極性)共價鍵 1.59

【解析】（1）碳酸鈉溶液顯堿性，結合已知NaOH+NO+NO2═2NaNO2+H2O可得，Na2CO3溶液和NO、NO2反應生成NaNO2，根據原子守恒，還會有CO2生成，故反應的化學方程式為：Na2CO3+NO+NO2=2NaNO2+CO2。

（2）由制備流程可知，碳酸鈉溶解后，堿吸收過程可能發生Na2CO3+NO+NO2=2NaNO2+CO2、3NO2+H2O=HNO3+NO、Na2CO3+2HNO3=NaNO3+H2O+CO2↑、Na2CO3+HNO3=NaNO3+NaHCO3等反應，所以中和液所含溶質除NaNO2及少量Na2CO3外，還有少量NaHCO3和NaNO3。

（3）中和液進行蒸發Ⅰ操作時，若水的蒸發量過大，則溶液濃度過大，可能有NaNO2析出，從而降低NaNO3的純度；蒸發Ⅰ產生的蒸氣中含有少量的NaNO2等有毒物質，不能直接排放，應循環利用提高利用率，所以將其冷凝后用于流程中的“溶堿”最合理。

（4）母液Ⅱ中的溶質主要是NaNO3，將其轉入轉化液之后再進行蒸發結晶等操作，可以提高利用率，所以合理處理的方法選c。

（5）NaNO2中N元素化合價為：+3價，N2H4中N元素化合價為：-2價，所以NaNO2與N2H4發生氧化還原反應生成NaN3，該反應中NaNO2被還原；N2H4為共價化合物，N元素化合價為-2價，H元素化合價為+1價，兩個N原子間形成一對共用電子，每個N原子分別與2個H原子形成共用電子對，故電子式為：；NaN3中含有活潑金屬，故為離子化合物，Na+與N3-之間形成離子鍵，N3-內的N原子間形成(非極性)共價鍵。

（6）因為NaNO2、NaNO3兩種產品的物質的量之比為2∶1，1.38噸NaNO2的物質的量為：1.38×106g÷69g/mol＝2×104mol，則生成的NaNO3物質的量為：1×104mol，根據Na原子守恒，2n(Na2CO3)=n(NaNO2)+n(NaNO3)，則Na2CO3的理論用量：m(Na2CO3)= ×(2×104＋1×104)mol×106g/mol＝1.59×106g＝1.59噸。