题目内容

17．亚硝酸钠被称为工业盐，在漂白、电镀等方面应用广泛．以木炭、浓硝酸、水和铜为原料生成的一氧化氮与过氧化钠反应制备亚硝酸钠的装置如图所示（部分夹持装置略）．

已知：室温下①2NO+Na2O2→2NaNO2②3NaNO2+3HCl→3NaCl+HNO3+2NO↑+H2O；③酸性条件下，NO或NO2都能与MnO4-反应生成NO3-和Mn2+
完成下列填空：
（1）写出浓硝酸与木炭反应的化学方程式C+4HNO3（浓）$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$CO2↑+4NO2↑+2H2O．
（2）B中观察到的主要现象是铜片溶解，溶液变蓝，导管口有无色气体冒出，D装置的作用是除去未反应的NO，防止污染空气．
（3）检验C中产物有亚硝酸钠的方法是取样，加入稀盐酸，若产生无色气体并在液面上方变为红棕色，则产物是亚硝酸钠
（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E，写出E装置的仪器名称干燥管和盛放的药品名称碱石灰．
（5）将1.56g过氧化钠完全转化成为亚硝酸钠，理论上至少需要木炭0.24g．

分析 装置A中是浓硝酸和碳加热发生的反应，反应生成二氧化氮和二氧化碳和水，装置B中是A装置生成的二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮，硝酸和铜反应生成硝酸铜，一氧化氮和水；通过装置E中的过氧化钠吸收一氧化氮、二氧化碳，最后通过酸性高锰酸钾溶液除去剩余一氧化氮防止污染空气．
（1）装置A中是浓硝酸和碳加热发生的反应，反应生成二氧化氮和二氧化碳和水，依据氧化还原反应电子守恒和原子守恒配平；
（2）装置B中是A装置生成的二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮，硝酸和铜反应生成硝酸铜，一氧化氮和水；通过装置C中的过氧化钠吸收一氧化氮、二氧化碳，最后通过酸性高锰酸钾溶液除去剩余一氧化氮防止污染空气；
（3）依据亚硝酸钠具有氧化性或还原性，选择还原剂或氧化剂发生的反应现象证明产物中是否是亚硝酸钠；
（4）因为一氧化氮中混有二氧化碳和水蒸汽，二氧化碳和过氧化钠发生的反应生成碳酸钠和氧气，水与过氧化钠反应生成氢氧化钠；为避免产生这些副产物，应在B、C装置间增加装置E，E中盛放的试剂应碱石灰，用来吸收二氧化碳；
（5）n（Na2O2）=$\frac{1.56g}{78g/mol}$=0.02mol，根据2NO+Na2O2=2NaNO2、3NO2+H2O=2HNO3+NO、C+4HNO3（浓）$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$CO2↑+4NO2↑+2H2O计算需要C的质量．

解答 解：（1）装置A中是浓硝酸和碳加热发反应，反应生成二氧化氮和二氧化碳和水，反应的化学方程式为C+4HNO3（浓）$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$CO2↑+4NO2↑+2H2O，
故答案为：C+4HNO3（浓）$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$CO2↑+4NO2↑+2H2O；
（2）装置B中是A装置生成的二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮，3NO2+H2O=2HNO3+NO，硝酸和铜反应生成硝酸铜，一氧化氮和水，所以反应现象为溶液变蓝，铜片溶解，导管口有无色气体冒出；通过装置C中的过氧化钠吸收一氧化氮、二氧化碳，最后通过酸性高锰酸钾溶液除去剩余一氧化氮防止污染空气，
故答案为：铜片溶解，溶液变蓝，导管口有无色气体冒出；除去未反应的NO，防止污染空气；
（3）检验亚硝酸钠的实验设计为：取少量生成物置于试管中，加入稀盐酸，若产生无色气体并在液面上方变为红棕色，则产物是亚硝酸钠．
故答案为：取样，加入稀盐酸，若产生无色气体并在液面上方变为红棕色，则产物是亚硝酸钠；
（4）因为一氧化氮中混有二氧化碳和水蒸汽，二氧化碳和过氧化钠发生的反应生成碳酸钠和氧气，水与过氧化钠反应生成氢氧化钠，故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E，E中盛放的试剂应碱石灰，用来吸收二氧化碳；
故答案为：氢氧化钠；干燥管 碱石灰；
（5）n（Na2O2）=$\frac{1.56g}{78g/mol}$=0.02mol，根据2NO+Na2O2=2NaNO2知，0.02mol过氧化钠反应需要0.04molNO，设参加反应的碳为nmol，根据C+4HNO3（浓）$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$CO2↑+4NO2↑+2H2O知生成4nmolNO2，根据3NO2+H2O=2HNO3+NO可知4nmolNO2与水反应生成4nmol×$\frac{2}{3}$=$\frac{8}{3}$nmol硝酸和$\frac{4}{3}$nmolNO，再根据3Cu+8HNO3=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O可知硝酸与铜反应生成的NO为$\frac{8}{3}$nmol×$\frac{2}{8}$=$\frac{2}{3}$nmol，所以$\frac{4}{3}$nmol+$\frac{2}{3}$nmol=2nmol=0.04mol，得n=0.02mol，则C的质量=12g/mol×0.02mol=0.24g，
故答案为：0.24．

点评 本题考查了物质制备实验方案的设计和信息判断，物质性质的理解应用，注意实验过程中的反应现象分析，掌握基础是关键，题目难度中等．

练习册系列答案
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7．黄铜矿的主要成分是CuFeS2（硫元素显-2价，铁元素显+2价）．实验室里用黄铜
矿为原料制取单质铜和铁红（Fe2O3）的流程如图1：
已知：CuFeS2+O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Cu+FeS+SO2；FeS+2HC1=FeC12+H2S↑
（1）在实验室中，应将黄铜矿粉末放在坩埚（填仪器名称）中焙烧．
（2）将反应过程中产生的SO2和H2S通入如图2所示装置中检验它
们的性质．该实验证明SO2具有漂白性和氧化性．
（3）欲选用下列部分装置在实验室中以MnO2和浓盐酸为原料制取纯净、干燥的氯气．

①圆底烧瓶中发生反应的离子方程式为MnO2+4H++2Cl-$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$Mn2++Cl2↑2H2O．
②按气流方向由左到右，导管口连接顺序为a→b→c→g→h→d．
③装置连接好后，需要进行的操作是检查装置的气密性．
（4）若铁红Fe2O3样品中含有FeO，选用提供的试剂，设计实验验证铁红中含有FeO．写出有关实验操作、现象与结论．取少量固体样品于试管中，加稀硫酸溶解，向溶液中滴加少量KMnO4溶液，若KMnO4溶液紫红色褪色，则证明含有FeO．
提供的试剂：稀盐酸、稀硫酸、KSCN溶液、KMnO4溶液、NaOH溶液、氯水．
8．CoCl2•6H2O是一种饲料营养强化剂．以含钴单质废料（含少量Fe、Al等杂质）制取CoCl2•6H2O的一种新工艺流程如图：

已知：
①CoCl2•6H2O熔点86℃，易溶于水、乙醚等；常温下稳定无毒，加热至110～120℃时，失去结晶水变成有毒的无水氯化钴．
②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：
沉淀物Fe（OH）3Fe（OH）2Co（OH）2Al（OH）3
开始沉淀2.37.57.63.4
完全沉淀4.19.79.25.2
请回答下列问题：
（1）钴与盐酸反应的化学方程式为Co+2HCl=CoCl2+H2↑．
（2）流程中加入碳酸钠调节pH至a，a的范围是5.2～7.6；滤渣中含有的Al（OH）3是良好的阻燃剂，其原理是Al（OH）3受热分解时吸收大量的热，使环境温度下降；同时生成的耐高温、稳定性好的Al2O3覆盖在可燃物表面，阻燃效果更佳；加盐酸调节pH至2～3的目的是抑制Co2+的水解，防止在后续的操作中形成Co（OH）2杂质．
（3）操作Ⅰ包含3个基本实验操作，它们是蒸发浓缩、冷却结晶和过滤．
（4）制得的CoCl2•6H2O需减压烘干的原因是降低烘干温度，防止产品分解．
（5）为测定产品中CoCl2•6H2O含量，某同学将119g样品溶于水形成100ml溶液，取25mL于烧杯中加入足量的AgNO3溶液，过滤，并将沉淀烘干后称得质量为28.7g，计算产品中CoCl2•6H2O含量为80%．（已知：CoCl2•6H2O化学式量为238，AgCl为143.5，）
5．氯酸镁[Mg（ClO3）2]常用作催熟剂、除草剂等，实验室用卤块（主要成分为MgCl2•6H2O，含有MgSO4、FeCl2等杂质）制备Mg（ClO3）2•6H2O．其流程如下：

已知：几种化合物的溶解度（S）随温度（T）变化曲线如图所示．

（1）上述流程中“氧化”过程的离子方程式为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O．
（2）加MgO后过滤所得滤渣的主要成分为BaSO4和Fe（OH）3．
（3）加入NaClO3饱和溶液所发生的反应的化学方程式为MgCl2+2NaClO3=Mg（ClO3）2+2NaCl↓．
（4）从反应后的混合物中获得Mg（ClO3）2•6H2O的实验步骤为蒸发浓缩、趁热过滤、冷却结晶、过滤、洗涤．其中过滤所需要的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒．
（5）产品中Mg（ClO3）2•6H2O含量的测定方法如下：
步骤1：准确称量a g产品溶解定容成100mL溶液．
步骤2：取10mL上述溶液于锥形瓶中，加入10mL稀硫酸和15.00mL 1.000mol/L的FeSO4溶液，微热．
步骤3：冷却后，用0.100mol/LK2Cr2O7溶液滴定至终点．此过程中反应的离子方程式为：Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O．
步骤4：将步骤2、3重复两次，平均消耗K2Cr2O7溶液15.00mL．
①步骤2中发生反应的离子方程式为6Fe2++ClO3-+6H+=6Fe3++Cl-+3H2O．
②步骤3中滴定前未用标准液润洗滴定管，会导致结果偏小（填“偏大”或“偏小”）．
③a g产品中所含Mg（ClO3）2•6H2O的物质的量为5×10-4mol．
12．亚氯酸钠（NaClO2）是重要漂白剂，探究小组开展如下实验，回答下列问题：

实验Ⅰ：制取NaClO2晶体按如图装置进行制取．
已知：NaClO2饱和溶液在低于38℃时析出NaClO2•3H2O，高于38℃时析出NaClO2，高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl．
（1）装置C的作用是防止D瓶溶液倒吸到B瓶中；
（2）已知装置B中的产物有ClO2气体，则装置B中反应的方程式为2NaClO3+Na2SO3+H2SO4=2ClO2↑+2Na2SO4+H2O；装置D中反应生成NaClO2的化学方程式为2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2；装置B中反应后的溶液中阴离子除了ClO2-、ClO3-、Cl-、ClO-、OH-外还可能含有的一种阴离子是SO42-；检验该离子的方法是取少量反应后的溶液于试管中，先加足量的盐酸，再加BaCl2溶液，若产生白色沉淀，则说明含有SO42-；
（3）请补充从装置D反应后的溶液中获得NaClO2晶体的操作步骤．
①减压，55℃蒸发结晶；②趁热过滤；③用38℃～60℃热水洗涤；④低于60℃干燥；得到成品．
（4）如果撤去D中的冷水浴，可能导致产品中混有的杂质是NaClO3和NaCl；
实验Ⅱ：样品杂质分析与纯度测定
（5）测定样品中NaClO2的纯度．测定时进行如下实验：
准确称一定质量的样品，加入适量蒸馏水和过量的KI晶体，在酸性条件下发生如下反应：ClO2-+4I-+4H+=2H2O+2I2+Cl-，将所得混合液稀释成100mL待测溶液．取25.00mL待测溶液，加入淀粉溶液做指示剂，用c mol•L-1 Na2S2O3标准液滴定至终点，测得消耗标准溶液体积的平均值为V mL（已知：I2+2S2O32-=2I-+S4O62-）．请计算所称取的样品中NaClO2的物质的量为c•V•10-3mol．
2．下列除去杂质所选试剂和方法均正确的是（　　）
A．除去乙酸乙酯中少量的乙酸：加入少量乙醇，将其转化为乙酸乙酯
B．除去Fe（OH）3胶体中的NaCl：用水溶解后过滤
C．除去苯中的苯酚：加入浓溴水后过滤
D．除去溴乙烷中的溴：加入Na2S03溶液再分液
9．下列各组离子，在指定的环境中能够大量共存的是（　　）
A．有Fe3+大量存在的溶液中：Na+、Cl-、K+、SCN-
B．滴加酚酞显红色的溶液中：NH4+、Al3+、SO42-、NO3-
C．常温下pH=1的溶液中：Na+、K+、Cl-、S2O32-
D．有CO32-存在的无色透明溶液中：Na+、K+、Cl-、AlO2-
3．在密闭容器，一定条件下进行反应，mA（g）+nB（g）?pC（g）+qD（g），若增大压强或升高温度，重新达到平衡，变化过程均如右图所示，则对该反应叙述正确的是（　　）
A．正反应是吸热反应B．逆反应是吸热反应
C．m+n＞p+qD．m+n＜p+q
4．科学家刚刚发现了某种元素的原子，其质量是ag，12C的原子质量是bg，NA是阿伏加德罗常数的值，下列说法不正确的是（　　）
A．该原子的摩尔质量是aNAg/mol
B．Wg该原子的物质的量一定是$\frac{W}{{a{N_A}}}$mol
C．Wg该原子中含有$\frac{w}{a}$个该原子
D．由已知信息可得：NA=$\frac{b}{12}$

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