题目内容

【题目】亚硝酸钠(NaNO2)是重要的防腐剂。某实验小组以如图所示的装置和试剂,通过反应制备亚硝酸钠 (部分夹持装置略)。

已知:室温下,①2NO+Na2O2===2NaNO2

②酸性条件下,NONO2都能与MnO4-反应生成NO3-Mn2

完成下列填空:

(1)写出A中三种主要玻璃仪器的名称 ______________________________

(2)写出浓硝酸与木炭反应的化学方程式:_______________________

(3)B中观察到的主要现象是有无色气体产生和______________,D装置的作用是___________________________

(4)经检验C产物中除亚硝酸钠外还含有副产物碳酸钠和氢氧化钠,为避免产生这些副产物应在B、C装置间增加装置,则该装置中盛放的药品名称是________

(5)NO2可以全部转化成NO,1.56 g过氧化钠完全转化成为亚硝酸钠,理论上至少需要木炭________g。

【答案】 分液漏斗 酒精灯 三颈瓶(或三颈烧瓶,或三口烧瓶) C+4HNO3() CO2↑+4NO2↑+2H2O 铜片逐渐溶解,溶液变为蓝色 吸收未反应的NO 碱石灰 0.36

【解析】(1)根据图中仪器可知,A中三种主要玻璃仪器的名称分液漏斗、酒精灯、三颈瓶(或三颈烧瓶,或三口烧瓶);(2)浓硝酸与木炭反应生成二氧化碳、二氧化氮和水,反应的化学方程式为:C+4HNO3() CO2↑+4NO2↑+2H2O(3)三颈瓶中反应生成的二氧化碳和二氧化氮进入装置B,装置B中产生的硝酸与铜反应,故B中观察到的主要现象是有无色气体产生和铜片逐渐溶解,溶液变为蓝色;根据已知,室温下,①2NO+Na2O2=2NaNO2②酸性条件下,NONO2都能与MnO4-反应生成NO3-Mn2,故D装置的作用是吸收未反应的NO,以免污染空气;(4)A装置中产生的NO2CO2通入到B装置中,由于NO2溶于水生成NO和硝酸,在酸性条件下CO2的溶解度很小,因此从B装置中出来的NO气体中含有CO2以及水蒸气,二者与过氧化钠反应生成碳酸钠、氢氧化钠,因此要排出干扰,需要除去CO2和水蒸气。碱石灰既可以吸收水蒸气,还能吸收CO2,因此该装置中盛放的药品名称是碱石灰;(5)将1.56g过氧化钠是0.02mol,完全转化成为亚硝酸钠,根据①2NO+Na2O2=2NaNO2,生成NaNO2 0.04mol,C+4HNO3() CO2↑+4NO2↑+2H2O,3NO2+2H2O=2HNO3+NO+H2O,得出关系式1.5C---2NaNO2,可求得碳的物质的量为0.03mol,理论上至少需要木炭0.36g。

练习册系列答案
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【题目】催化还原CO2是解决温室效应及能源问题的重要手段之一,研究表明,在Cu/ZnO催化剂存在下,CO2H2可发生两个平行反应,分别生成CH3OHCO,反应的热化学方程式如下:

CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) H1=-53.7kJmol-1 I

CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) H2 II

某实验室控制CO2H2初始投料比为1︰2.2,在相同压强下,经过相同反应时间测得如下实验数据:

T(K)

催化剂

CO2转化率(%)

甲醇选择性(%)

543

Cat.1

12.3

42.3

543

Cat.2

10.9

72.7

553

Cat.1

15.3

39.1

553

Cat.2

12.0

71.6

[备注]Cat.1:Cu/ZnO纳米棒;Cat.2:Cu/ZnO纳米片;甲醇选择性转化的CO2中生成甲醇的百分比

已知:①COH2的标准燃烧热分别为-283.0kJmol-1-285.8kJmol-1

H2O(l)=H2O(g) H3=+44.0kJmol-1

请回答(不考虑温度对H的影响):

(1)反应I的平衡常数表达式K=______反应IIH2=______kJmol-1

(2)有利于提高CO2转化为CH3OH平衡转化率的措施有__________

A.使用催化剂Cat.1 B.使用催化剂Cat.2

C.降低反应温度 D.投料比不变,增加反应物的浓度

E.增大 CO2H2的初始投料比

(3)表中实验数据表明,在相同温度下不同的催化剂对CO2转化成CH3OH的选择性有显著的影响,其原因是___________________________

(4)在如图中分别画出反应I在无催化剂、有Cat.1和有Cat.2三种情况下反应过程-能量示意图_________

(5)研究证实,CO2也可在酸性水溶液中通过电解生成甲醇,则生成甲醇的反应发生在______极,该电极反应式是_________

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