Question

【題目】亞硝酸鈉（NaNO2）外觀酷似食鹽且有咸味，是一種常用的發(fā)色劑和防腐劑，但使用過量會使人中毒。某學習小組針對亞硝酸鈉設計了如下實驗：

【實驗Ⅰ】制取NaNO2

該小組先查閱資料知：①2NO+Na2O2 →2NaNO2；2NO2+Na2O2 →2NaNO3；②NO能被酸性高錳酸鉀氧化為NO3－，然后設計制取裝置如下圖（夾持裝置略去）：

（1）裝置A中用于盛放稀HNO3溶液的儀器名稱為________；寫出裝置A中發(fā)生主要反應的離子方程式：__________。

（2）裝置D的作用是____________；

（3）如果沒有B裝置，C中發(fā)生的副反應的化學方程式①_______ 、②______。

（4）甲同學檢查完裝置氣密性良好后進行實驗，發(fā)現(xiàn)制得的NaNO2中混有較多的NaNO3雜質(zhì)。下列哪種方案可以提高NaNO2純度________。

A.將B中的藥品換為堿石灰 B.將稀硝酸換為濃硝酸

C.實驗開始前通一段時間CO2 D.在A、B之間增加盛有水的洗氣瓶

【實驗Ⅱ】測定NaNO2樣品中NaNO3的含量

步驟：（1）配置KMnO4標準溶液并酸化，酸化KMnO4的酸應選擇________（填化學式）

（2）已知在酸性溶液中，NO2-可將MnO4-還原為Mn2+。為測定亞硝酸鈉的含量，稱取4.000 g樣品溶于水配成250 mL溶液，取25.00 mL溶液于錐形瓶中，用0.1000 mol·L-1酸性KMnO4溶液進行滴定，消耗KMnO4 20.00mL，酸性KMnO4的作用是______和_______，計算所得固體中亞硝酸鈉的質(zhì)量分數(shù)__________。（結果保留一位小數(shù)）

【擴展實驗Ⅲ】該學習小組為再了解氧族元素的一些典型化合物的性質(zhì)，進行了如下實驗探究。

經(jīng)查知:硫酸銅受熱分解生成氧化銅和氣體,受熱溫度不同,該氣體成分也不同。氣體成分 可能是SO2、SO3和O2中的一種、兩種或三種。他們通過設計一探究性實驗，測定反應產(chǎn)生的SO2、SO3和O2的物質(zhì)的量，并經(jīng)計算確定各物質(zhì)的化學計量數(shù)，從而確定CuSO4分解的化學方程式。實驗用到的儀器如圖所示:

（1）提出猜想

①所得氣體的成分可能只含________一種;

②所得氣體的成分可能含有________兩種;

③所得氣體的成分可能含有SO2、SO3和O2三種。

（2）實驗探究

實驗操作過程(略)。已知實驗結束時，硫酸銅完全分解。

請回答下列問題：

①請你組裝探究實驗的裝置，按從左至右的方向，則儀器接口的連接順序為______ (填序號)。

②由于加熱時的溫度不同，實驗結束后測得相關數(shù)據(jù)也不同。數(shù)據(jù)如下：

實驗	稱取CuSO4的質(zhì)量/g	儀器C 增加的質(zhì)量/g	量筒中水的體積折算成標準狀況下氣體的體積/mL
第一組	6.4	2.88	224
第二組	6.4	2.56	448

請通過計算，推斷出第一組和第二組的實驗條件下CuSO4分解反應的化學方程式：

第一組_________________； 第二組_________________。

Answer 1

【答案】 分液漏斗 3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++4H2O+2NO 吸收過量余的NO 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ 2NO+O2=2NO2 AD H2SO4 氧化劑 指示劑 86.3% SO3 SO2、O2 ①③④⑥⑤② 4CuSO42SO3↑+2SO2↑+O2↑+4CuO 2CuSO42SO2↑+O2↑+2CuO

【解析】【實驗I】(1)根據(jù)圖示，裝置A中用于盛放稀HNO3溶液的儀器是分液漏斗；裝置A中稀硝酸與銅反應生成硝酸銅、一氧化氮和水，反應的離子方程式為3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++4H2O+2NO，故答案為：分液漏斗；3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++4H2O+2NO；

(2)高錳酸鉀具有氧化性，能將一氧化氮氧化，反應的實質(zhì)是：5NO+3MnO4-+4H+=5NO3-+3Mn2++2H2O，裝置D可將剩余的NO氧化成NO3-，吸收多余的NO，故答案為：吸收多余的NO；

(3)如果沒有B裝置，C中發(fā)生的副反應有，金屬銅和稀硝酸制得的一氧化氮中含有水，水會和過氧化鈉發(fā)生反應產(chǎn)生氧氣，2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑，生成的氧氣極易把一氧化氮氧化為二氧化氮，即2NO+O2=NO2，故答案為：2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑、2NO+O2=NO2；

(4)由于獲得一氧化氮所用的硝酸具有揮發(fā)性，且獲得NO的過程中會產(chǎn)生其他氮氧化物。因此提高NaNO2純度需要除去硝酸氣體和其他氮氧化物。A.將B中的藥品換為堿石灰可以吸收硝酸氣體和氮氧化物，正確；B.將稀硝酸換為濃硝酸，硝酸的揮發(fā)性增強，不能除去硝酸氣體，錯誤；C.實驗開始前通一段時間CO2不能除去硝酸氣體和氮氧化物，錯誤；D.在A、B之間增加盛有水的洗氣瓶可以吸收硝酸氣體和氮氧化物，正確；故選AD；

【實驗Ⅱ】(1)高錳酸鉀具有強氧化性，配置KMnO4標準溶液并酸化，酸化的酸應選擇稀硫酸，故答案為：H2SO4；

(2)NO2-可將MnO4-還原為Mn2+，體現(xiàn)了高錳酸鉀的強氧化性，滴定終點的現(xiàn)象為滴入最后一滴高錳酸鉀溶液，溶液變成紫紅色；消耗標準液的體積為20.00mL，25mL樣品消耗高錳酸鉀的物質(zhì)的量為0.1000mol/L×0.02L=0.002mol，則250mL樣品溶液會消耗高錳酸鉀的物質(zhì)的量為0.002mol×=0.02mol，根據(jù)化合價變化可得反應關系式：2MnO4-～5NO2-，則4.000g樣品中含有亞硝酸鈉的物質(zhì)的量為0.02mol×=0.05mol，質(zhì)量為69g/mol×0.05mol=3.45g，所以反應后的固體中亞硝酸鈉的質(zhì)量分數(shù)為： ×100%=86.3%，故答案為：氧化劑；指示劑；86.3%；

【擴展實驗Ⅲ】(1)根據(jù)硫酸銅分解可能發(fā)生兩種情況2CuSO42CuO+2SO2↑+O2↑或CuSO4CuO+SO3↑或者兩個反應同時發(fā)生，故答案為：①SO3 ；②SO2、O2；

(2)①氣體的制備和收集按照發(fā)生裝置→除雜裝置→干燥氣體→氣體吸收裝置→排水→測量裝置來安裝實驗儀器，按從左至右的方向，先通過硫酸銅分解生成氣體，通過堿石灰吸收二氧化硫和三氧化硫，最后利用排水量氣法測定氧氣的體積，各儀器接口連接順序為：①③④⑥⑤②；故答案為：①③④⑥⑤②；

②第一組：設6.4g硫酸銅分解生成的SO3和SO2的物質(zhì)的量分別為x、y，則有80g/molx+64g/moly=2.88g，x+y=，解得x=0.02mol，y=0.02mol，又n(O2)= =0.01mol，所以SO3、SO2、O2三者的物質(zhì)的量之比為2：2：1，反應的方程式：4CuSO42SO3+2SO2+O2+4CuO；同理，第二組：設6.4g硫酸銅分解生成的SO3和SO2的物質(zhì)的量分別為x、y，則有80g/molx+64g/moly=2.56g，x+y=，解得x=0，y=0.04mol，又n(O2)= =0.02mol，所以SO2、O2二者的物質(zhì)的量之比為2：1，反應的方程式：2CuSO42CuO+2SO2↑+O2↑，故答案為：4CuSO42SO3↑+2SO2↑+O2↑+4CuO；2CuSO42CuO+2SO2↑+O2↑。