【題目】工業(yè)上利用氨氧化獲得的高濃度NOx氣體(含NO、NO2)制備NaNO2、NaNO3,工藝流程如下:

已知:Na2CO3+NO+NO2═2NaNO2+CO2

(1)中和液所含溶質(zhì)除NaNO2及少量Na2CO3外,還有_________________(填化學(xué)式)。

(2)中和液進行蒸發(fā)Ⅰ操作時,應(yīng)控制水的蒸發(fā)量,避免濃度過大,目的是_____________;蒸發(fā)Ⅰ產(chǎn)生的蒸汽中含有少量的NaNO2等有毒物質(zhì),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。

(3)母液Ⅰ進行轉(zhuǎn)化時加入稀HNO3的目的是______________________________;母液Ⅱ需回收利用,下列處理方法合理的是_______。

a.轉(zhuǎn)入中和液 b.轉(zhuǎn)入結(jié)晶Ⅰ操作 c.轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)化液 d.轉(zhuǎn)入結(jié)晶Ⅱ操作

(4)若將NaNO2、NaNO3兩種產(chǎn)品的物質(zhì)的量之比設(shè)為2:1,則生產(chǎn)1.38NaNO2時,Na2CO3的理論用量為______________噸(假定Na2CO3恰好完全反應(yīng))。

【答案】NaNO3防止NaNO2的析出溶堿將NaNO2轉(zhuǎn)化為NaNO3cd1.59

【解析】

由制備流程可知,碳酸鈉溶解后,堿吸收發(fā)生Na2CO3+NO+NO2═2NaNO2+CO2、3NO2+H2O=HNO3+NO、Na2CO3+2HNO3=NaNO3+H2O+CO2↑,然后中和液進行蒸發(fā)Ⅰ操作,應(yīng)避免濃度過大NaNO2析出,蒸發(fā)Ⅰ產(chǎn)生的蒸汽中含有少量的NaNO2等有毒物質(zhì)要回收再循環(huán)利用;結(jié)晶過濾分離出NaNO3,母液I中主要含NaNO2,母液Ⅰ進行轉(zhuǎn)化時加入稀HNO3、空氣,硝酸提供酸性環(huán)境,可將NaNO2轉(zhuǎn)化為NaNO3,轉(zhuǎn)化液蒸發(fā)、結(jié)晶、過濾分離出NaNO3,母液Ⅱ中主要含NaNO3,應(yīng)在轉(zhuǎn)化液及結(jié)晶中提高利用率,以此解答(1)~(3);(4)生產(chǎn)1.38NaNO2時,n(NaNO2)==2×104mol,NaNO2、NaNO3兩種產(chǎn)品的物質(zhì)的量之比為2:1,則n(NaNO3)=1×104mol,由Na原子守恒可知,2n(Na2CO3)=n(NaNO2)+n(NaNO3),結(jié)合m=nM計算

由制備流程可知,碳酸鈉溶解后,堿吸收發(fā)生Na2CO3+NO+NO2═2NaNO2+CO2、3NO2+H2O=HNO3+NO、Na2CO3+2HNO3=NaNO3+H2O+CO2↑,然后中和液進行蒸發(fā)Ⅰ操作,應(yīng)避免濃度過大NaNO2析出,蒸發(fā)Ⅰ產(chǎn)生的蒸汽中含有少量的NaNO2等有毒物質(zhì)要回收再循環(huán)利用;結(jié)晶過濾分離出NaNO3,母液I中主要含NaNO2,母液Ⅰ進行轉(zhuǎn)化時加入稀HNO3、空氣,硝酸提供酸性環(huán)境,可將NaNO2轉(zhuǎn)化為NaNO3,轉(zhuǎn)化液蒸發(fā)、結(jié)晶、過濾分離出NaNO3,母液Ⅱ中主要含NaNO3,應(yīng)在轉(zhuǎn)化液及結(jié)晶中提高利用率。(1)由上述分析可知,二氧化氮與堿液反應(yīng)生成NaNO2,還可生成NaNO3,中和液中含剩余的少量Na2CO3,故答案為:NaNO3;(2)中和液進行蒸發(fā)Ⅰ操作時,應(yīng)控制水的蒸發(fā)量,避免濃度過大,目的是防止NaNO2的析出,蒸發(fā)Ⅰ產(chǎn)生的蒸汽中含有少量的NaNO2等有毒物質(zhì),不能直接排放,將其冷凝后用于流程中的溶堿,循環(huán)利用,提高利用率;(3)由上述分析可知,母液Ⅰ進行轉(zhuǎn)化時加入稀HNO3的目的是將NaNO2轉(zhuǎn)化為NaNO3。母液Ⅱ需回收利用,可轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)化液或轉(zhuǎn)入結(jié)晶Ⅱ操作,提高其利用率,故答案為:將NaNO2轉(zhuǎn)化為NaNO3;cd;(4)生產(chǎn)1.38NaNO2時,n(NaNO2)==2×104mol,NaNO2、NaNO3兩種產(chǎn)品的物質(zhì)的量之比為2:1,則n(NaNO3)=1×104mol,由Na原子守恒可知,2n(Na2CO3)=n(NaNO2)+n(NaNO3),m(Na2CO3)=(2×104mol+1×104mol)××106g/mol=1.59×106g=1.59t。

練習(xí)冊系列答案
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(1)寫出A點到B點發(fā)生反應(yīng)的離子方程式

(2)C點加入鹽酸溶液的體積為 。

(3)原混合物中MgCl2的物質(zhì)的量是 ,NaOH的質(zhì)量是

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A. 用鐵電極包解飽和食鹽水:2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2

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D. 向Al2(SO4)3溶液中加入過量氨水:Al3++4NH3·H2O=[Al(OH)4]-+4NH4+

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物質(zhì)

V2O5

V2O4

K2SO4

SiO2

Fe2O3

Al2O3

質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%

2.229

2.83.1

2228

6065

12

<1

他們通過查閱資料找到一種廢釩催化劑的回收工藝流程路線如下:

回答下列問題:

1酸浸V2O5轉(zhuǎn)化為VO2+V2O4轉(zhuǎn)成VO2+。則廢渣1”的主要成分是_____________

2氧化的目的是使VO2+變?yōu)?/span>VO2+,寫出該反應(yīng)的離子方程式________________________

3中和作用之一是使釩以V4O124-形式存在于溶液中,則廢渣2”的成分有__________(用化學(xué)式表示)。

4離子交換洗脫可簡單表示為:4ROH+ V4O124- R4V4O12+4OH-(ROH為強堿性陰離子交換樹脂)。流出液中陽離子最多的是_______________;為了提高洗脫效率,淋洗液應(yīng)該呈______(、”)

5沉釩得到偏釩酸銨(NH4VO3)沉淀,寫出得到沉定的化學(xué)方程式__________________。

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A. 混合溶液溶質(zhì)為NaHCO3Na2CO3

B. c(Na)c(H)c(OH)c(HCO3-)2c(CO32-)

C. c(Na)>c(CO32-)>c(HCO3-)>c(OH)>c(H)

D. 加熱蒸干所得混合溶液,最終得到Na2CO3固體

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