Question

【題目】工業(yè)上常采用硝酸工業(yè)的含硝尾氣制備亞硝酸鈉，再利用亞硝酸鈉制備亞硝酸鉀，相關(guān)制備流程如下：

已知：①亞硝酸鈉（NaNO2）是一種白色至淺黃色晶體或粉末，受熱易分解，露置于空氣中緩慢氧化。

②KMnO4在中性或堿性溶液中的還原產(chǎn)物為MnO2，在酸性條件下為Mn2+。

請(qǐng)回答：

（1）下列操作或描述正確的是________。

A. 步驟①調(diào)節(jié)NO與NO2比例使尾氣被堿液充分吸收，且提高NaNO2產(chǎn)率

B. 在吸收塔中含硝尾氣從底部通入，Na2CO3溶液從塔頂噴淋

C. 母液中溶質(zhì)只有Na2CO3和NaNO3

D. 所得NaNO2固體產(chǎn)品中含有雜質(zhì)NaNO3

（2）離心分離是一種固液分離操作，步驟④可用以下三個(gè)操作中的________（選最佳）代替。

（3）NaNO2產(chǎn)品純度分析。若用NaNO2待測(cè)液滴定酸性KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液，終點(diǎn)現(xiàn)象是___，測(cè)定結(jié)果與真實(shí)值非常接近；而采用酸性KMnO4標(biāo)準(zhǔn)液滴定NaNO2待測(cè)液的方法進(jìn)行測(cè)定，根據(jù)滴定結(jié)果計(jì)算NaNO2產(chǎn)品純度總是大于100%，可能的原因是________。

（4）已知相關(guān)物質(zhì)的溶解表如下：

物質(zhì)	0℃	20℃	40℃	60℃	80℃
Na2CO3	7	21.5	49	46	43.9
K2CO3	105	111	117	127	140
NaNO2	71.2	80.8	94.9	111	113
KNO2	279	306	329	348	376

（i）根據(jù)相關(guān)物質(zhì)溶解性信息，寫出步驟⑥的化學(xué)方程式________。

（ii）步驟⑥正確的操作順序?yàn)椋?/span>b→_____→_____→c。

a 在85℃下蒸發(fā)濃縮，并不斷將析出的Na2CO3晶體撈出

b 將NaNO2溶液與K2CO3溶液充分混合

c 離心分離，在60～70℃下干燥，迅速冷卻，密封儲(chǔ)存

d 熱溶液冷卻結(jié)晶獲得高純KNO2

Answer 1

【答案】ABD B 加入最后一滴NaNO2待測(cè)液后，溶液顏色褪去，且半分鐘內(nèi)不恢復(fù)原色 亞硝酸鈉溶液呈堿性，在堿性溶液中高錳酸鉀還原產(chǎn)物為MnO2而不是Mn2+，因此所需的高錳酸鉀的量比實(shí)際的量要多，所以測(cè)定并計(jì)量結(jié)果超過100% K2CO3+NaNO2=Na2CO3↓+KNO2 a d

【解析】

硝酸工業(yè)的含硝尾氣NO和NO2，①調(diào)節(jié)其比例，使其在吸收塔中被碳酸鈉溶液吸收，使尾氣主要發(fā)生NO+NO2+CO32-=2NO2-+CO2反應(yīng)，經(jīng)③蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶，④離心分離后，得亞硝酸鈉固體，⑤加水配成溶液再加碳酸鉀溶液，⑥使K2CO3和NaNO2溶液充分混合反應(yīng)，在高于80℃下蒸發(fā)濃縮，利用Na2CO3溶解度小，沉淀析出，并不斷將析出的Na2CO3晶體分離出來，熱溶液冷卻結(jié)晶獲得高純KNO2，離心分離，在60～70 ℃下干燥，迅速冷卻密封儲(chǔ)存。

(1)A．步驟①調(diào)節(jié)NO與NO2比例，使尾氣發(fā)生NO+NO2+CO32-=2NO2-+CO2反應(yīng)，被堿液充分吸收，且提高NaNO2產(chǎn)率，故A正確；

B．為確保充分吸收，采用逆流原理，在吸收塔中含硝尾氣從底部通入，Na2CO3溶液從塔頂噴淋，故B正確；

C．母液是NaNO2飽和溶液，還有Na2CO3和NaNO3，故C錯(cuò)誤；

D．主反應(yīng)：NO+NO2+CO32-=2NO2-+CO2，還有2NO2+ CO32- =NO3-+ NO2－ +CO2發(fā)生，所得NaNO2固體產(chǎn)品中含有雜質(zhì)NaNO3，故D正確；

故答案為：ABD；

(2)離心分離是一種固液分離操作，即采用逐漸增加離心速度或低速和高速交替進(jìn)行離心，使沉降速度不同的顆粒，在不同的離心速度及不同離心時(shí)間下分批分離的方法，故答案為： B ；

(3)滴定終點(diǎn)利用高錳酸鉀溶液顏色變化判斷。滴入最后一滴溶液顏色褪去，反應(yīng)中亞硝酸根離子被氧化為硝酸根離子，高錳酸根離子被還原為錳離子，離子方程式為2MnO4-+5NO2-+6H+=2Mn2++5NO↑+ 3H2O，但亞硝酸鈉溶液呈堿性，在堿性溶液中高錳酸鉀還原產(chǎn)物為MnO2而不是Mn2+，因此實(shí)際用的高錳酸鉀的量比酸性條件下要多，所以測(cè)定并計(jì)量結(jié)果超過100%，故答案為：加入最后一滴NaNO2待測(cè)液后，溶液顏色褪去，且半分鐘內(nèi)不恢復(fù)原色；亞硝酸鈉溶液呈堿性，在堿性溶液中高錳酸鉀還原產(chǎn)物為MnO2而不是Mn2+，因此所需的高錳酸鉀的量比實(shí)際的量要多，所以測(cè)定并計(jì)量結(jié)果超過100%；

(4)(i)步驟⑥是K2CO3和NaNO2反應(yīng)，利用Na2CO3溶解度小，會(huì)沉淀析出，據(jù)此寫復(fù)分解反應(yīng)方程式：K2CO3+NaNO2= Na2CO3↓+KNO2，故答案為：K2CO3+NaNO2= Na2CO3↓+KNO2；

(ii)要利用Na2CO3溶解度小，沉淀析出，就要K2CO3和NaNO2溶液充分混合反應(yīng)，在高于80 ℃下蒸發(fā)濃縮，并不斷將析出的Na2CO3晶體分離出來，熱溶液冷卻結(jié)晶獲得高純KNO2，離心分離，在60～70℃下干燥，迅速冷卻，密封儲(chǔ)存，所以正確的操作順序?yàn)椋?/span>badc，故答案：a；d。