【題目】亞硝酰硫酸(NOSO4H)主要用于染料、醫(yī)藥等工業(yè)。實驗室用如圖裝置(夾持裝置略)制取少量的NOSO4H,并檢驗產(chǎn)品純度。已知:NOSO4H遇水水解,但溶于濃硫酸而不分解。

1)利用裝置A制取SO2,下列最適宜的試劑是_____(填下列字母編號)

ANa2SO3固體和20%硝酸 BNa2SO3固體和20%硫酸

CNa2SO3固體和70%硫酸 DNa2SO3固體和18.4mol/L硫酸

2)裝置B中濃HNO3SO2在濃H2SO4作用下反應制得NOSO4H。

①為了控制通入SO2的速率,可以采取的措施是_______

②該反應必須維持體系溫度不低于20℃。若溫度過高,產(chǎn)率降低的可能原因是____。

③開始反應緩慢,待生成少量NOSO4H后,溫度變化不大,但反應速率明顯加快,其原因可能是______。

3)在實驗裝置存在可能導致NOSO4H產(chǎn)量降低的缺陷是______

4)測定NOSO4H的純度

準確稱取1.337 g產(chǎn)品加入250 mL碘量瓶中,加入0.1000mol/L、60.00 mLKMnO4標準溶液和10 mL 25%H2SO4溶液,然后搖勻。用0.2500 mol/L草酸鈉標準溶液滴定,消耗草酸鈉溶液的體積為20.00 mL。

已知:2KMnO45NOSO4H2H2OK2SO42MnSO45HNO32H2SO4

①配平:__MnO4-___C2O42-_________Mn2+______H2O

②亞硝酰硫酸的純度=___%(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。

【答案】C 調(diào)節(jié)分液漏斗活塞,控制濃硫酸的滴加速度 HNO3分解、揮發(fā) 生成的NOSO4H作為該反應的催化劑 C(或A)中的水蒸氣會進入B,使產(chǎn)品發(fā)生水解 2 5 16H+ 2 10CO2 8 95

【解析】

根據(jù)題意可知,在裝置B中利用濃HNO3SO2在濃H2SO4作用下反應制得NOSO4H,利用裝置A制取二氧化硫,利用裝置C吸收多余的二氧化硫,防止污染空氣,據(jù)此分析。

1)該裝置屬于固液或液液混合不加熱型裝置。Na2SO3溶液與HNO3反應時,硝酸會氧化亞硫酸鈉本身被還原為一氧化氮,選項A不符合;實驗室制二氧化硫的原理是基于SO32-H+的反應,因為生成的SO2會溶于水,所以不能用稀硫酸來制取,那樣不利于SO2的逸出,但如果是用濃硫酸(18.4mol/L),純硫酸是共價化合物,濃度越高,越不利于硫酸電離出H+,所以不適合用太濃的硫酸來制取SO2,選項B、選項D不符合;選項C符合;答案選C

2)裝置B中濃HNO3SO2在濃H2SO4作用下反應制得NOSO4H。

①為了控制通入SO2的速率,可以采取的措施是調(diào)節(jié)分液漏斗活塞,控制濃硫酸的滴加速度;

②該反應必須維持體系溫度不低于20℃。若溫度過高,濃HNO3分解、揮發(fā),產(chǎn)率降低;

③開始反應緩慢,待生成少量NOSO4H后,溫度變化不大,但生成的NOSO4H作為該反應的催化劑,使反應速率明顯加快;

3)在實驗裝置存在可能導致NOSO4H產(chǎn)量降低的缺陷是C(或A)中的水蒸氣會進入B,使產(chǎn)品發(fā)生水解;

(5)①發(fā)生的是MnO4C2O42的氧化還原反應,MnO4做氧化劑,被還原成生成Mn2+,C2O42做還原劑,被氧化成城二氧化碳。結(jié)合得失電子守恒和電荷守恒可得到MnO4C2O42的離子反應方程式為:2MnO4+5C2O42+16H+2Mn2++10CO2↑+8H2O;

②根據(jù)題意可知,酸性KMnO4溶液先與NOSO4H反應,利用草酸鈉溶液滴定剩余酸性KMnO4溶液。用0.2500mol·L1草酸鈉標準溶液滴定酸性KMnO4溶液,消耗草酸鈉溶液的體積為20.00mL?芍S嗟KMnO4的物質(zhì)的量n1(MnO4)=n(C2O42)=×0.2500mol·L1×20.00×10-3L=2×10-3mol,則亞硝酰硫酸消耗的KMnO4的物質(zhì)的量n2(MnO4)=0.1000mol·L1·60.00×10-3L-2×10-3mol=4×10-3mol。n(NOSO4H)=5/2n2(MnO4)=10-2mol,亞硝酰硫酸的純度=m(NOSO4H)/1.337g×100%=10-2mol×127 g·mol1/1.337g×100%=95.0%。

練習冊系列答案
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II.(性質(zhì)驗證)

實驗裝置如圖1所示(省略夾持裝置)

1)裝置A中盛放固體試劑的儀器是____;若分別用KMnO4、Ca(ClO)2、KClO3固體與足量的濃鹽酸反應,則產(chǎn)生等量氯氣轉(zhuǎn)移的電子數(shù)之比為____。

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III.(探究和反思)

圖一中設(shè)計裝置D、E的目的是比較氯、溴、碘的非金屬性,有同學認為該設(shè)計不能達到實驗目的。該組的同學思考后將上述D、EF裝置改為圖2裝置,實驗操作步驟如下:

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6)還能作為氯、溴、碘非金屬性遞變規(guī)律判斷依據(jù)的是_____(填下列字母編號)

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C

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D

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回答下列問題:

1Na2CO3溶液轉(zhuǎn)化的目的是_________.

2酸溶時,不直接使用H2SO4溶液的原因可能是________;鉛與硝酸在酸溶過程中發(fā)生反應的離子方程式為__________.

3流程中可循環(huán)利用的物質(zhì)是_________;洗滌操作時,檢驗沉淀是否洗滌干凈的方法是________。

4當沉淀轉(zhuǎn)化達平衡時,濾液lc(SO42-)c(CO32-)的比值為_____________。

550-60℃時合成三鹽的化學方程式為______;若得到純凈干燥的三鹽99.0t,假設(shè)鉛泥中的鉛元素有80%轉(zhuǎn)化為三鹽,則鉛泥中鉛元素的質(zhì)量分數(shù)為_________。

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