题目内容

【题目】亚硝酰硫酸(NOSO4H)纯品为棱形结晶，溶于硫酸，遇水易分解，常用于制染料。SO2和浓硝酸在浓硫酸存在时可制备NOSO4H，反应原理为：SO2+HNO3＝SO3+HNO2、SO3+HNO2＝NOSO4H。

(1)亚硝酰硫酸(NOSO4H)的制备。

①打开分液漏斗I中的旋塞后发现液体不下滴，可能的原因是_______。

②按气流从左到右的顺序，上述仪器的连接顺序为_______ (填仪器接口字母，部分仪器可重复使用)。

③A中反应的方程式为_______。

④B中“冷水”的温度一般控制在20°C，温度不易过高或过低的原因为_______。

(2)亚硝酰硫酸(NOSO4H)纯度的测定。称取1.500g产品放入250 mL的碘量瓶中，并加入100.00 mL浓度为0.1000 mol·L－1的KMnO4标准溶液和10 mL25%的H2SO4，摇匀；用0.5000 mol·L－1 Na2C2O4标准溶液滴定，滴定前读数1.02 mL，到达滴定终点时读数为31.02 mL。

已知：

i.__KMnO4＋__NOSO4H＋__＝__K2SO4＋__MnSO4＋__HNO3＋__H2SO4

ii.2KMnO4＋5Na2C2O4＋8H2SO4＝2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O

①完成反应i的化学方程式：_______KMnO4+_______NOSO4H+_______＝_______K2SO4+_______MnSO4+_______HNO3+_______H2SO4

②滴定终点的现象为_______。

③产品的纯度为_______。（保留3位有效数字）

【答案】分液漏斗上口的塞子未打开或漏斗未与大气相通或漏斗塞子的凹槽未与颈部的通气孔对准 a→de→cb→de→f Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2↑或Na2SO3+2H2SO4=2NaHSO4+ SO2↑ 温度太低，反应速率太慢；温度太高，硝酸易分解，SO2逸出 2 5 2H2O 1 2 5 2 滴入最后一滴Na2C2O4溶液后,溶液由浅紫色变为无色且半分钟颜色不恢复 84.7%

【解析】

（1）①漏斗内的液体与大气相通时液体才能顺利流下；

②亚硝酰硫酸(NOSO4H)遇水易分解，装置A制取的SO2中含有水蒸气，必须先干燥再通入B中反应制取亚硝酰硫酸(NOSO4H)，同时又要防止空气中或其他实验仪器中的水蒸气进入B中，SO2有毒，未反应的剩余SO2不能排放到大气中，据此分析；

③硫酸与亚硫酸钠反应生成硫酸钠（或硫酸氢钠）和二氧化硫；

④温度影响反应速率，同时浓硝酸不稳定；

（2）①根据氧化还原反应，化合价升降（电子得失）守恒及物料守恒分析配平；

②在氧化还原滴定操作中，高锰酸钾自身紫红色，发生氧化还原反应时紫色褪去，自身可作滴定操作的指示剂；

③结合反应ii，根据题给数据计算过量的KMnO4的量，在结合反应计算NOSO4H的物质的量，进而求算产品的纯度。

(1)

①分液漏斗上口塞子未打开或漏斗未与大气相通或漏斗塞子的凹槽未与颈部的通气孔对准，均可导致液体不下滴；

答案为分液漏斗上口塞子未打开或漏斗未与大气相通或漏斗塞子的凹槽未与颈部的通气孔对准；

②A装置的目的为制备SO2气体，产生的SO2需与HNO3反应制备NOSO4H，但NOSO4H易水解，所以SO2需先干燥，且SO2会污染空气，制备完成需进行尾气处理，故装置连接顺序为A→C→B→C→D，即a→de→cb→de→f；

故答案为a→de→cb→de→f。

③A装置的目的为制备SO2气体，方程式为：Na2SO3+H2SO4（浓）=Na2SO4+H2O+SO2↑或Na2SO3+2H2SO4（浓）=2NaHSO4+H2O+SO2↑；

故答案为Na2SO3+H2SO4（浓）=Na2SO4+H2O+SO2↑或Na2SO3+2H2SO4（浓）=2NaHSO4+H2O+SO2↑。

④B中“冷水”的温度一般控制在20℃，温度不宜过高或过低的原因为温度过高，HNO3易分解，SO2逸出，温度过低，反应速率太慢；

故答案为温度过高，HNO3易分解，SO2逸出，温度过低，反应速率太慢。

(2)

①根据氧化还原电子转移配平得方程式2KMnO4+5NOSO4H+2H2O═K2SO4+2MnSO4+5HNO3+2H2SO4，

故答案为2；5；2；H2O；1；2；5；2；

②根据滴定试剂的加入顺序可知滴定终点时Na2C2O4恰好将KMnO4标准溶液反应完，则滴定终点的现象为滴入最后一滴Na2C2O4标准溶液，溶液由浅紫色变为无色且半分钟内颜色不恢复；

故答案为最后一滴Na2C2O4标准溶液，溶液由浅紫色变为无色且半分钟内颜色不恢复。

③根据题目数据，滴定过程中Na2C2O4标准溶液的耗量为31.02mL-1.02mL=30mL，根据电子转移守恒有关系式：2KMnO4～5Na2C2O4，则n（KMnO4）= ×30mL×0.5000molL-1×10-3L/mL=0.006mol，则与亚硝酰硫酸（NOSO4H）反应的KMnO4有0.1L×0.1000molL-1-0.006mol=0.004mol，由①得关系式：2KMnO4～5NOSO4H，n（NOSO4H）= ×0.004mol=0.01mol，亚硝酰硫酸（NOSO4H）产品的纯度为≈84.7%，

故答案为84.7%。

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①MnO＋Cu2S＋H＋―→Cu2＋＋SO2↑＋Mn2＋＋H2O(未配平)

②MnO＋CuS＋H＋―→Cu2＋＋SO2↑＋Mn2＋＋H2O(未配平)

(1)下列关于反应①的说法中错误的是______(填字母序号)。

a．被氧化的元素是Cu和S

b．氧化剂与还原剂的物质的量之比为85

c．生成2.24 L(标况下)SO2，转移电子的物质的量是0.8 mol

d．还原性的强弱关系是：Mn2＋>Cu2S

Ⅱ．在稀硫酸中，MnO和H2O2也能发生氧化还原反应

氧化反应：H2O2－2e－===2H＋＋O2↑

还原反应：MnO＋5e－＋8H＋===Mn2＋＋4H2O

(2)反应中若有0.5 mol H2O2参加此反应，转移电子的个数为________。

(3)已知：2KMnO4＋7H2O2＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋6O2↑＋10H2O，则被1 mol KMnO4氧化的H2O2是______mol。

Ⅲ．高锰酸钾溶液与硫化亚铁有如下反应：10FeS＋6KMnO4＋24H2SO4===3K2SO4＋6MnSO4＋5Fe2(SO4)3＋10S＋24H2O

(4)若上述反应前后固体的质量减少了2.8 g，则硫元素与KMnO4之间发生电子转移的数目为________个。

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