Question

【题目】Ca(NO2)2常用作钢筋混凝土工程中的阻锈剂。硝酸工业尾气中含有大量氮氧化物，含较多NO的尾气可用于制取Ca(NO2)2，工业流程如下：

已知：Ca(OH)2 + NO + NO2 Ca(NO2)2 + H2O；

2Ca(OH)2 + 4NO2 Ca(NO2)2 + Ca(NO3)2 + 2H2O

回答下列问题：

(1)Ca(NO2)2的名称是____________。

(2)一次吸收后的尾气通过浓硝酸，一部分NO被浓硝酸氧化，反应的化学方程式是____；

在一定条件下，通入NH3将过多的NO2还原为N2以调节n(NO)/n(NO2)的比值，反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为___。

(3)在整个过程中，控制n(NO)/n(NO2)＞1的目的是_______________。

(4)用石灰乳两次吸收的目的是_______。

(5)在钢筋混凝土中，Ca(NO2)2可阻止Cl-对钢筋的腐蚀，其原理如下图示，该反应的离子方程式为____________。

(6)产品中主要含有的杂质是Ca(NO3)2。测定Ca(NO3)2含量的实验步骤是：称取0.410g产品溶于水，加入过量Na2SO4溶液，过滤，在滤液中加入足量NH4Cl饱和溶液（发生反应：NH4++NO2-N2 + 2H2O）；充分反应后，用稀硫酸酸化，向溶液中加入过量的15.00mL0.1000mol/L (NH4)2Fe(SO4)2溶液至充分反应（假设还原产物为NO）；加入N-苯基邻氨基苯甲酸做指示剂，用0.1000mol/LK2Cr2O7标准溶液滴定剩余的Fe2+，消耗标准溶液2.00mL。则：产品中Ca(NO3)2的质量分数为________。

Answer 1

【答案】亚硝酸钙 NO + 2HNO33NO2 + H2O 3:4 减小生成Ca(NO3)2的相对量 提高吸收液中Ca(NO2)2的浓度并减少排放尾气中的氮氧化物 2NO2- + 2Fe2+ + 2OH-Fe2O3 + 2NO↑+ H2O 2.00%

【解析】

(1)Ca(NO2)2中氮元素的化合价为+3价，其名称是亚硝酸钙；

(2)一次吸收后的尾气通过浓硝酸，一部分NO被浓硝酸氧化生成二氧化氮和水，反应的化学方程式是NO + 2HNO33NO2 + H2O；

NH3将过多的NO2还原为N2，同时生成水，反应的化学方程式为6NO+4NH3=5N2+6H2O，NO中氮元素化合价降低作氧化剂，NH3中氮元素化合价升高作还原剂，根据反应可知反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为3：4；

(3) 若n( NO)：n( NO2)<l，则会发生副反应产生Ca(NO3)2，故在整个过程中，控制n(NO)/n(NO2)＞1的目的是减小生成Ca(NO3)2的相对量；

(4)用石灰乳两次吸收，以提高吸收液中Ca(NO2)2的浓度并减少排放尾气中的氮氧化物；

(5)在钢筋混凝土中，Ca(NO2)2可阻止Cl-对钢筋的腐蚀，根据图示可知，碱性条件下亚硝酸根离子将亚铁离子氧化产生氧化膜氧化铁，形成钝化层，该反应的离子方程式为2NO2- + 2Fe2+ + 2OH-Fe2O3 + 2NO↑+ H2O；

(6) 15.00mL0.1000mol/L (NH4)2Fe(SO4)2溶液中n(Fe2+)=15.00×10-3L×0.1000mol/L=1.5×10-3mol，根据反应Cr2O72-+6 Fe2++ 14H+= 6Fe3++2Cr3++7H2O可知，用0.1000mol/LK2Cr2O7标准溶液滴定剩余的Fe2+的物质的是为2.00×10-3L×0.1000mol/L×6=1.2×10-3mol，故与硝酸根离子反应的亚铁离子的物质的量为3×10-4mol，根据反应NO3-+3Fe2++ 4H+= 3Fe3++NO↑+2H2O可知，n(NO3-)=3×10-4mol×=1×10-4mol，则：产品中Ca(NO3)2的质量分数为。