Question

【題目】某亞硝酸鈉生產(chǎn)廠采用硝酸為原料，其生產(chǎn)原理是NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O。工藝流程如下

（1）分解塔中填有大量的瓷環(huán)，其目的是：_____________________________。

（2）按一定計量比在反應塔中通SO2和噴入硝酸，若反應后生成的NO與NO2物質(zhì)的量之比恰好1∶1，則分解塔中發(fā)生反應的化學方程式為： ____________________________。試從產(chǎn)物產(chǎn)率的角度分析該反應中硝酸的濃度不宜過大或過小的原因是_____________________________________，若硝酸濃度過高，吸收塔中可能發(fā)生的副反應化學方程式為_____________________________________________。

（3）通入一定量的N2的目的是： ___________________________________。

（4）吸收塔中尾氣如何再利用：_______________________________________。

Answer 1

【答案】 增大接觸面，使兩者充分接觸反應，提高原料利用率 2HNO3＋2SO2＋H2O＝NO＋NO2＋2H2SO4 硝酸濃度過大，主要還原生成NO2，導致亞硝酸鈉產(chǎn)率降低；若硝酸濃度過低，分解塔中出來的主要是NO，亞硝酸鈉產(chǎn)率也低 2NO2＋2NaOH＝NaNO3＋NaNO2＋H2O 稀釋氣體，提高吸收率 通入適量的O2，再進入吸收塔，循環(huán)吸收

【解析】根據(jù)工藝流程可知：將SO2通入7～10mol/L的HNO3溶液中后，有H2SO4生成，可知SO2在反應中做還原劑被氧化，HNO3被還原為NO與NO2；將生成的混合物冷卻后，向NO與NO2的混合氣體中通入氮氣后在吸收塔中被7～10mol/L的氫氧化鈉溶液吸收，通入的氮氣可以使NO和NO2混合氣體被稀釋，能被氫氧化鈉充分吸收，發(fā)生反應：NO+NO2+2NaOH═2NaNO2+H2O，得到主產(chǎn)物NaNO2；如果硝酸的濃度控制得當，得到的NO和NO2比例是1：1，則將會被氫氧化鈉溶液完全吸收，但如果硝酸的濃度過高，則會導致所得的混合氣體中NO2的含量過高而過量，此時會在尾氣中會有過量的NO2，而如果硝酸的濃度偏低，則會導致所得的混合氣體中NO的含量過高而過量，所得的尾氣中會有NO，但無論是哪種情況，都可以通入適量的O2，再進入吸收塔，循環(huán)吸收來進行尾氣處理。

(1)分解塔中填有大量的瓷環(huán)，其目的是增大接觸面，使兩者充分接觸反應，提高原料利用率，故答案為：增大接觸面，使兩者充分接觸反應，提高原料利用率；

(2)HNO3被還原后生成的NO與NO2物質(zhì)的量之比恰好是1：1，即2molHNO3被還原時氮元素得4mol電子，能將2molSO2氧化為2molH2SO4，故化學方程式為：2HNO3+2SO2+H2O═NO+NO2+2H2SO4；濃硝酸的還原產(chǎn)物是NO2，稀硝酸的還原產(chǎn)物是NO，故當硝酸濃度過大，主要還原生成NO2，導致亞硝酸鈉產(chǎn)率降低；若硝酸濃度過低，分解塔中出來的主要是NO，亞硝酸鈉產(chǎn)率也低；當硝酸過濃時，生成的二氧化氮過多，還可能發(fā)生NO2與氫氧化鈉的反應：2NO2+2NaOH═NaNO3+NaNO2+H2O，故答案為：2HNO3+2SO2+H2O═NO+NO2+2H2SO4；硝酸濃度過大，主要還原生成NO2，導致亞硝酸鈉產(chǎn)率降低；若硝酸濃度過低，分解塔中出來的主要是NO，亞硝酸鈉產(chǎn)率也低；2NO2+2NaOH═NaNO3+NaNO2+H2O；

(3)通入一定量的N2可以稀釋氣體，提高氣體的吸收率，故答案為：稀釋氣體，提高吸收率；

(4)吸收塔中尾氣的成分主要是NO和NO2，故可以通入適量的O2，再進入吸收塔，循環(huán)吸收，故答案為：通入適量的O2，再進入吸收塔，循環(huán)吸收。