Question

31、硝酸工業生產中的尾氣可用純堿溶液吸收，有關的化學反應為：

2NO₂ + Na₂CO₃ → NaNO₂ + NaNO₃ + CO₂↑   ①

NO + NO₂ + Na₂CO₃ → 2NaNO₂ + CO₂↑      ②

（1）根據反應①，每產生22.4L(標準狀況下)CO₂，吸收液質量將增加                          g。

（2）配制1000g質量分數為21.2%的純堿吸收液，需Na₂CO₃·10H₂O多少克？

（3）現有1000g質量分數為21.2%的純堿吸收液，吸收硝酸工業尾氣，每產生22.4L(標準狀況)CO₂時，吸收液質量就增加44g。

① 計算吸收液中NaNO₂和NaNO₃物質的量之比。

② 1000g質量分數為21.2%的純堿在20℃經充分吸收硝酸工業尾氣后，蒸發掉688g水，冷卻到0℃，最多可析出NaNO₂多少克？（0℃時，NaNO₂的溶解度為71.2g/100g水）

Answer 1

答案：

（1）48

（2）m(Na₂CO₃·10H₂O) = 572g

（3）①2NO₂ + Na₂CO₃ → NaNO₂ + NaNO₃ + CO₂↑       △m = 48g

NO + NO₂ + Na₂CO₃ → 2NaNO₂ + CO₂↑          △m = 32g

設由NO₂與純堿反應產生的CO₂為a mol

由NO和NO₂與純堿反應產生的CO₂為b mol

    

或

n(NaNO₂):n(NaNO₃) = 5:3

②設生成的n(NaNO₂)為5x mol，n(NaNO₃)為3x mol

據Na⁺守恒：5x + 3x = 4            x = 0.5

m(NaNO₂) = 172.5g，m(H₂O)_余 = 1000×78.8% - 688 = 100g

析出：m(NaNO₂)_(最大)=172.5 – 71.2 = 101.3g

 

解析：本題綜合考查有關化學方程式、物質的量及溶解度的計算等知識，檢查學生的綜合應用能力。

（1）2NO₂+Na₂CO₃====NaNO₂+NaNO₃+CO₂↑    Δm

                   106 g              69 g       85 g   22.4 L    48 g

                                                                  22.4 L      m

m=48 g

（2）根據Na₂CO₃質量守恒有：100 g×21.2%=m（Na₂CO₃·10H₂O）·

m（Na₂CO₃·10H₂O）=572 g

（3）①2NO₂+Na₂CO₃====NaNO₂+NaNO₃+CO₂↑  Δm=48 g

②NO+NO₂+Na₂CO₃====2NaNO₂+CO₂↑  Δm=32 g

設由NO₂與純堿反應產生的CO₂為a mol，由NO和NO₂與純堿反應產生的CO₂為b mol

由  得

或

a=0.75 mol    b=0.25 mol

n（NaNO₂）∶n（NaNO₃）=5∶3

②設生成的n（NaNO₂）為5x mol，n（NaNO₃）為3x mol

據Na⁺守恒：5x+3x=4  x=0.5

m（NaNO₂）=172.5 g，m（H₂O）=1 000 g×78.8%－688 g=100 g

析出：m_（最大）（NaNO₂）=172.5 g－71.2 g=101.3 g