Question

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

（1）分解塔中填有大量的瓷環，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物質的量之比恰好1∶1，則分解塔中發生反應的化學方程式為： ____________________________。試從產物產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，循環吸收

【解析】根據工藝流程可知：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，發生反應：NO+NO2+2NaOH═2NaNO2+H2O，得到主產物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，循環吸收來進行尾氣處理。

(1)分解塔中填有大量的瓷環，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；濃硝酸的還原產物是NO2，稀硝酸的還原產物是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，亞硝酸鈉產率也低；當硝酸過濃時，生成的二氧化氮過多，還可能發生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，循環吸收，故答案為：通入適量的O2，再進入吸收塔，循環吸收。