Question

熔盐级硝酸钠大量应用于太阳能储热介质，一种以工业纯碱（纯度为98%，杂质为NaCl)和生产硝酸产生的NO,废气（含NO、NO₂)为原料分离亚硝酸钠并制取熔盐级硝酸钠的工艺流程如图所示。回答下列问题：

（1）纯碱“吸收”NO、NO₂反应的化学方程式为_______________.“中和液”所含溶质除NaCl及少量Na₂CO₃外，还有___________(填化学式）。

（2）母液A加人稀硝酸生成有NO.写出“转化”时加入稀硝酸反应的离子方程式___________

（3）“洗涤”时可以使用母液___________(填“A”或“B”），晶体"纯化”的方法为___________(填操作名称）。

（4）“步骤3”需要高温分离NaCl固体.原因是_______________，母液D可返回步骤___________(填“2”或“3”）循环使用。

（5）若得到NaNO₂、NaNO₃两种产品的物质的量之比为2:1，假定Na₂CO₃恰好完全反应，则生产1.38吨NaNO₂时，工业纯碱的理论用量为___________吨（保留3位有效数字）。

Answer

Na2CO3+NO+NO2=2NaNO2+CO2 NaNO2、NaNO3 3NO2-+2H+=NO3-+2NO+H2O B 重结晶 防止NaNO3的析出 3 1.62

【解析】

根据工艺流程图，用纯碱吸收氮氧化合物，反应生成CO2和NaNO2，中和后得到中和液经步骤1得到NaNO2晶体和含有NaNO2的母液A，加入稀硝酸并通入空气进行转换得生成NO和NaNO3，再加入适量的纯碱中和稀硝酸，经步骤2得到含有NaNO3的母液B和NaNO3晶体，母液B经高温分离出NaCl和热母液C，再经步骤4得到含NaNO3的冷母液D和NaNO3晶体，最终经洗涤转化得到熔盐级硝酸钠，据此分析解答。

(1)根据上述分析，用纯碱吸收氮氧化合物，发生反应生成CO2和NaNO2，反应方程式为Na2CO3+NO+NO2=2NaNO2+CO2，“中和液”所含溶质除NaCl及少量Na2CO3外，还含有生成的NaNO2及部分NaNO3，故答案为：Na2CO3+NO+NO2=2NaNO2+CO2；NaNO2、NaNO3；

(2)“转化”过程中，含有NaNO2的母液A加入稀硝酸生成NO和NaNO3，反应的离子方程式为3NO2-+2H+=NO3-+2NO+H2O，故答案为：3NO2-+2H+=NO3-+2NO+H2O；

(3)母液B含有大量的NaNO3，因此在洗涤硝酸钠可适用母液B来进行洗涤，纯化NaNO3晶体时，可采用重结晶的方法，提高晶体的纯度，故答案为：B；重结晶；

(4)NaNO3的溶解度随温度的升高而升高，而NaCl的溶解度随温度变化较小，因此为了防止NaNO3的析出，需要在高温的条件下分离NaCl固体，母液D液含NaNO3，可返回步骤3循环使用，故答案为：防止NaNO3的析出；3；

(4)生产1.38吨NaNO2时，，已知NaNO2、NaNO3两种产品的物质的量之比为2:1，则n(NaNO3)=1×104mol，由Na原子守恒可以知道，n(Na2CO3)=[n(NaNO2)+n(NaNO3)]=1.5×104mol，则m(Na2CO3)=1.5×104mol×106g/mol=1.59×106g，则需要工业纯碱的用量为1.59×106g÷98%≈1.62×106g=1.62t，故答案为：1.62。