Question

【題目】（化學——選修2：化學與技術）

甲酸鈉廣泛用作催化劑、穩定合成劑、印染行業的還原劑，還可用于生產保險粉、草酸和甲酸。甲酸鈉用電石爐廢氣(75%～90% CO，以及少量CO2、H2S、N2、CH4等)合成，其合成部分工藝流程如圖：

（1）上述工藝用堿液洗滌的目的是___________，可能發生的反應有______________(寫兩個化學方程式)。

（2）上述合成工藝中采用循環噴射吸收合成，其目的是_______________；最后尾氣主要成分是__________________。

（3）甲酸鈉高溫時分解制取草酸鈉(Na2C2O4)的化學方程式為__________________。

（4）在甲酸鈉、氫氧化鈉混合溶液中通入二氧化硫氣體，可得到重要的工業產品保險粉(Na2S2O4)，同時產生二氧化碳氣體，該反應的離子方程式為___________________。

（5）某廠測知合成塔中甲酸鈉生產產率為40%，要制得溶質質量分數為5%的HCOONa溶液1噸，需要CO在標況下的體積為________。

Answer 1

【答案】除去其中的CO2、H2S等酸性氣體 CO2＋2NaOH=Na2CO3＋H2O、H2S＋2NaOH=Na2S＋2H2O 使尾氣中的CO被充分吸收 N2和CH4 2HCOONaNa2C2O4＋H2↑ HCOO－＋2SO2＋OH－=S2O42-＋CO2＋H2O 4.12×104L

【解析】

電石爐廢氣先除塵，然后用堿液洗滌，溶液中的二氧化碳和硫化氫反應生成鹽，然后將氣體通入合成塔，并加入氫氧化鈉溶液，加熱至160-200度，加壓，最終得到甲酸鈉晶體，最后剩余氮氣和甲烷，將尾氣排空。

試題（1）堿液具有堿性，能吸收酸性氣體，二氧化硫和硫化氫都是酸性氣氣體，被堿液吸收，所以作用為除去其中的CO2、H2S等酸性氣體，反應方程式為：CO2＋2NaOH=Na2CO3＋H2O、H2S＋2NaOH=Na2S＋2H2O。

（2）反應物接觸面積越大，反應越充分，合成工藝中采用循環噴射吸收合成目的是增大反應物接觸面積，使尾氣中的CO被充分吸收，反應過程中N2和CH4不參加反應，所以最后排空的尾氣主要成分是氮氣和甲烷。

（3）甲酸鈉高溫分解生成草酸鈉和氫氣，方程式為2HCOONaNa2C2O4＋H2↑。

（4）反應物是甲酸鈉，氫氧化鈉和二氧化硫，生成物是Na2S2O4和二氧化碳和水，離子方程式為：HCOO－＋2SO2＋OH－=S2O42-＋CO2＋H2O。

（5）5%的甲酸鈉溶液1噸，含有甲酸鈉的物質的量為1000000×5%/68=735.3摩爾，根據碳元素守恒，甲酸鈉生成產率為40%，則需要一氧化碳的物質的量為735.3/40%=1838.3摩爾，一氧化碳的體積為1838.3×22.4=4.12×104L。