Question

18．硝酸钠为无色透明或淡黄色菱形晶体，主要用于制造硝酸钾、炸药、苦味酸和其他硝酸盐．其生产方法主要有硝酸尾气吸收法、离子交换法、中和法和复分解法．
（1）硝酸尾气吸收法是利用碱溶液吸收汽车尾气，该方法的优点是对尾气进行回收利用，减小污染．
（2）使用复分解法制备硝酸钠的流程如下：

①反应器和除钙器中发生反应的化学方程式分别为：Ca（NO₃）₂+Na₂SO₄=CaSO₄↓+2NaNO₃；Na₂CO₃+Ca（NO₃）₂=CaCO₃↓+2NaNO₃．
②酸化槽中，应加硝酸调节pH=7，才能使杂质除去，又减少硝酸的浪费；为提高酸化除杂的效率，除了适当提高硝酸浓度外，还可以采取的措施是可以搅拌、适当升高温度．
③研究生产过程中水、硫酸钠、碳酸钠的用量与硝酸钠浸出率之间的关系，其中水加入量对硝酸钠浸出率的影响的实验结果见下表：

水/硝酸钙	0.8：1	0.9：1	0.95：1	1：1	1.05：1	1.1：1	1.15：1
浸出率/%	83.1	94.5	98.2	99.1	99.5	99.6	99.7

从表中得出结论，在实际生产中水和硝酸钙的比为1：1时最佳，你觉得原因是：加水太少，硝酸钠浸出率低；加水太多，蒸发结晶时耗费太多能源，导致成本提高．
（3）用硝酸钠、木炭、硫磺也可以制得威力巨大的火药，爆炸时产生一种单质，一种氧化物以及一种金属硫化物，其中，除硝酸钠之外，另外一种氧化剂和还原剂的比为1：3，请写出该反应的方程式2NaNO₃+S+3C=Na₂S+N₂↑+3CO₂↑，．
（4）硝酸钠在加热条件下发生分解产生亚硝酸钠（NaNO₂），某同学进行该实验得到粗产品，取2.000g产品配成l00.00mL溶液，取25.00mL溶液，用0．l000mol/L的酸性高锰酸钾溶液进行滴定，重复实验4次，平均消耗酸性高锰酸钾溶液的体积为19.50mL，则粗产品中亚硝酸钠的质量百分含量为为67.27%．
（摩尔质量：NaNO₂-69g/mol）

Answer 1

分析 （1）硝酸尾气吸收法是利用碱溶液吸收汽车尾气，有利于对尾气进行回收利用，减小大气污染；
（2）①洗涤液中碳酸钠和硫酸钠与硝酸钙发生复分解反应，生成难溶的碳酸钙和硫酸钙；
②为减少硝酸的浪费，所以的硝酸盐呈中性，所以应加硝酸调节溶液呈中性；可通过提高硝酸浓度、增加接触面积和升高反应液的温度来加快化学反应速率；
③由表可知水的比重越小，浸出率越低，水的比重越大浸出率越高，但加水多后续蒸发要消耗大量的热能；
（3）用硝酸钠、木炭、硫磺也可以制得威力巨大的火药，爆炸时产生一种单质是氮气，一种氧化物是二氧化碳以及Na₂S，其中，除硝酸钠之外，另外一种氧化剂硫和还原剂碳的物质的量之比为1：3，所以方程式为：2NaNO₃+S+3C=Na₂S+N₂↑+3CO₂↑；
（4）KMnO₄溶液可将NO₂^-氧化为NO₃^-，MnO₄^-还原成Mn²⁺，所以发生反应为：2KMnO₄～～～5NaNO₂，由此分析解答．

解答 解：（1）硝酸尾气吸收法是利用碱溶液吸收汽车尾气，有利于对尾气进行回收利用，减小大气污染，故答案为：对尾气进行回收利用，减小污染；
（2）①洗涤液中碳酸钠和硫酸钠与硝酸钙发生复分解反应，生成难溶的碳酸钙和硫酸钙，反应方程式为：Ca（NO₃）₂+Na₂SO₄=CaSO₄↓+2NaNO₃，Na₂CO₃+Ca（NO₃）₂=CaCO₃↓+2NaNO₃，故答案为：Ca（NO₃）₂+Na₂SO₄=CaSO₄↓+2NaNO₃；Na₂CO₃+Ca（NO₃）₂=CaCO₃↓+2NaNO₃；
②为减少硝酸的浪费，所以的硝酸盐呈中性，所以应加硝酸调节溶液呈中性，所以调节pH=7；可通过提高硝酸浓度、增加接触面积和升高反应液的温度来加快化学反应速率，则可以搅拌、适当升高温度，故答案为：7；可以搅拌、适当升高温度；
③由表可知水的比重越小，浸出率越低，水的比重越大浸出率越高，但加水多后续蒸发要消耗大量的热能，故答案为：加水太少，硝酸钠浸出率低；加水太多，蒸发结晶时耗费太多能源，导致成本提高；
（3）用硝酸钠、木炭、硫磺也可以制得威力巨大的火药，爆炸时产生一种单质是氮气，一种氧化物是二氧化碳以及Na₂S，其中，除硝酸钠之外，另外一种氧化剂硫和还原剂碳的物质的量之比为1：3，所以方程式为：2NaNO₃+S+3C=Na₂S+N₂↑+3CO₂↑，故答案为：2NaNO₃+S+3C=Na₂S+N₂↑+3CO₂↑；
（4）KMnO₄溶液可将NO₂^-氧化为NO₃^-，MnO₄^-还原成Mn²⁺，所以发生反应为：
                2KMnO₄ ～～～～～～～5NaNO₂，
                   2                    5
 0．l000mol/L×19.50×10^-3L            n（NaNO₂）
n（NaNO₂）=$\frac{0．l000mol/L×19.50×1{0}^{-3}L×5}{2}$=0.004875mol，则粗产品中亚硝酸钠的质量百分含量为$\frac{0.004875mol×69g/mol×\frac{l00.00mL}{25.00mL}}{2.000g}×100%$=67.27%，
故答案为：67.27%．

点评 本题考查尾气处理、方程式的书写和氧化还原的计算，综合性强，特别（4）中的计算，学生要列出关系式进行求解是解题的关键，有一定的难度．