Question

2．甲酸钠广泛用作催化剂和稳定合成剂，印染行业的还原剂，还可用于生产保险粉、草酸和甲酸．用电石炉废气（CO 75～90%，以及少量CO₂、H₂S、N₂、CH₄等）其合成部分工艺流程如下：

（1）上述工艺用碱液洗涤的目的是除去其中的CO₂、H₂S等酸性气体，可能发生的反应有CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O、H₂S+2NaOH=Na₂S+2H₂O（列举两例）．
（2）上述合成工艺中采用循环喷射吸收合成，其目的是使尾气中的CO被充分吸收；最后排空的尾气主要成分是N₂、CH₄．
（3）合成时，得到的HCOONa溶液溶质质量分数约为5%，合成塔反应液中分离出HCOONa•2H₂O的主要步骤有蒸发浓缩、冷却结晶、过滤，再经先涤干燥得到．
（4）甲酸钠高温时分解制取草酸钠（Na₂C₂O₄）的化学方程式为2HCOONa$\stackrel{高温}{→}$NaOOCCOONa+H₂↑．
（5）在甲酸钠、氢氧化钠混合溶液中通入二氧化硫气体，可得到重要工业产品保险粉（Na₂S₂O₄）同时产生二氧化碳，该反应的离子方程式为HCOO^-+2SO₂+OH^-=S₂O₄^2-+CO₂+H₂O．

Answer 1

分析 电石炉废气（CO 75～90%，以及少量CO₂、H₂S、N₂、CH₄等）先除尘，然后用碱液洗涤，溶液中CO₂、H₂S反应生成盐，然后将气体通入合成塔，并加入NaOH溶液、加热至160-200℃、加压，最终得到HCOONa.2H₂O，最后剩余N₂和CH₄，将尾气排空，
（1）碱液具有碱性，能吸收酸性气体；
（2）反应物接触面积越大，反应越充分；最后排空的尾气主要成分是N₂和CH₄；
（3）从溶液中获取溶质采用蒸发浓缩、冷却结晶、过滤再经洗涤干燥得到；
（4）甲酸钠高温时分解生成草酸钠和氢气；
（5）反应物是甲酸钠、NaOH和二氧化硫，生成物是Na₂S₂O₄和二氧化碳、水，根据反应物、生成物书写离子方程式．

解答 解：电石炉废气（CO 75～90%，以及少量CO₂、H₂S、N₂、CH₄等）先除尘，然后用碱液洗涤，溶液中CO₂、H₂S反应生成盐，然后将气体通入合成塔，并加入NaOH溶液、加热至160-200℃、加压，最终得到HCOONa.2H₂O，最后剩余N₂和CH₄，将尾气排空，
（1）碱液具有碱性，能吸收酸性气体，CO₂、H₂S都是酸性气体，被碱液吸收，发生的反应为CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O、H₂S+2NaOH=Na₂S+2H₂O，
故答案为：除去其中的CO₂、H₂S等酸性气体；CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O、H₂S+2NaOH=Na₂S+2H₂O；
（2）反应物接触面积越大，反应越充分，合成工艺中采用循环喷射吸收合成目的是增大反应物接触面积，使尾气中的CO被充分吸收；反应过程中N₂、CH₄不参加反应，所以最后排空的尾气主要成分是N₂和CH₄，
故答案为：使尾气中的CO被充分吸收；N₂、CH₄；
（3）从溶液中获取溶质采用蒸发浓缩、冷却结晶、过滤再经洗涤干燥得到，故答案为：蒸发浓缩；冷却结晶；过滤；
（4）甲酸钠高温时分解生成草酸钠和氢气，反应方程式为2HCOONa$\stackrel{高温}{→}$NaOOCCOONa+H₂↑，
故答案为：2HCOONa$\stackrel{高温}{→}$NaOOCCOONa+H₂↑；
（5）反应物是甲酸钠、NaOH和二氧化硫，生成物是Na₂S₂O₄和二氧化碳、水，离子反应方程式为HCOO^-+2SO₂+OH^-=S₂O₄^2-+CO₂+H₂O，
故答案为：HCOO^-+2SO₂+OH^-=S₂O₄^2-+CO₂+H₂O．

点评 本题考查物质分离和提纯，为高频考点，侧重考查离子反应、基本实验操作、氧化还原反应等知识点，明确反应原理及操作基本方法是解本题关键，题目难度不大．