题目内容

19．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．

已知：室温下，①2NO+Na2O2═2NaNO2
②酸性条件下，NO或NO2-都能与MnO4-反应生成NO3-和Mn2+，5NO2-+2MnO4-+6H+═5NO3-+2Mn2++3H2O
（1）A中观察到的现象是有红棕色气体生成 或 有（深）红色气体生成．
（2）装置B中，使Cu溶解的离子方程式是3Cu+8H++2NO3-═3Cu2++2NO↑+4H2O．
（3）装置C的作用是防止倒吸，装置F的作用是吸收未反应的NO．
（4）若无装置D，则E中产物除亚硝酸钠外还含有副产物Na2CO3、NaOH．（填化学式）
（5）充分反应后，某同学设计实验对E中NaNO2的含量进行检测．称取E中固体2g，完全溶解配制成溶液100mL，取出25mL溶液用0.100mol/L酸性KMnO4溶液进行滴定（杂质不与KMnO4反应），消耗KMnO4溶液20mL，则样品中亚硝酸钠的质量分数为69.0%．

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）A中生成二氧化氮；
（2）二氧化氮与水反应生成硝酸，铜能与稀硝酸反应；
（3）大肚瓶可防止倒吸，酸性高锰酸钾溶液可吸收未反应的NO；
（4）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；
（5）根据方程式5NO2-+2MnO4-+6H+=5NO3-+2Mn2++3H2O可求出亚硝酸钠的物质的量，然后求样品中亚硝酸钠的质量分数．

解答 解：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）根据装置图可知，A中浓硝酸与木炭发生氧化还原反应生成CO2和NO2以及水，因此A中观察到的现象有红棕色气体生成，故答案为：有红棕色气体生成 或 有（深）红色气体生成；
（2）NO2溶于水生成NO和硝酸，硝酸具有氧化性能把金属铜氧化，则装置B中反应的离子方程式有3Cu+8H++2NO3-═3Cu2++2NO↑+4H2O，故答案为：3Cu+8H++2NO3-═3Cu2++2NO↑+4H2O；
（3）NO2极易溶于水与水反应，所以装置C的作用是防止倒吸；NO与过氧化钠反应后有剩余，随意排放容易引起大气污染，而NO能被酸性高锰酸钾溶液氧化，则装置F的作用吸收未反应的NO，故答案为：防止倒吸；吸收未反应的NO；
（4）生成的NO中含有CO2和水蒸气，二者均能与过氧化钠反应，而碱石灰可以吸收CO2和水蒸气，所以如果没有D装置，则E中产物除亚硝酸钠外还含有副产物Na2CO3、NaOH，故答案为：Na2CO3、NaOH；
（5）消耗高锰酸钾的物质的量是0.1mol/L×0.02L=0.002mol，则根据方程式5NO2-+2MnO4-+6H+=5NO3-+2Mn2++3H2O可知，亚硝酸钠的物质的量是0.002mol×$\frac{5}{2}$=0.005mol，则原样品中亚硝酸钠的物质的量是0.005mol×$\frac{100mL}{25mL}$=0.02mol，其质量为0.02mol×69g/mol=1.38g，所以样品中亚硝酸钠的质量分数$\frac{1.38g}{2g}$×100%=69.0%，故答案为：69.0%．

点评 本题考查硝酸的性质、尾气处理、实验条件控制、实验方案设计与评价以及物质含量测定，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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5．当光束通过下列分散系时，可观察到丁达尔效应的是（　　）
A．硅酸溶胶B．氯化钠溶液C．氯化铁溶液D．硫酸铜溶液
6．下列说法正确的是（　　）
A．活化分子间发生的碰撞就是有效碰撞
B．增大反应物浓度会加快反应速率，原因是增大了活化分子百分数，从而使有效碰撞次数增加
C．吸热反应，升高温度，v正增大，v逆减小
D．有气体参与的反应达到平衡后，增大压强，平衡可能不移动
7．连二亚硫酸钠（Na2S2O4），是印刷工业中重要的还原剂．某小组进行如下实验：
Ⅰ．【查阅资料】
（1）连二亚硫酸钠（Na2S2O4）是一种白色粉末，易溶于水，难溶于乙醇．
（2）2Na2S2O4+4HCl=4NaCl+S↓+3SO2↑+2H2O；Na2S2O3+2HCl=2NaCl+S↓+SO2↑+H2O．
Ⅱ．【制备方法】
75℃时将甲酸钠和纯碱加入乙醇水溶液中，通入SO2进行反应，完成其反应方程式：
HCOONa+1Na2CO3+4SO2□=2Na2S2O4+3CO2+□
冷却至40～50℃，过滤，用乙醇洗涤，干燥制得Na2S2O4．
Ⅲ．【Na2S2O4的性质】

（1）Na2S2O4溶液在空气中易被氧化．课题小组测定0.050mol/LNa2S2O4溶液在空气中pH变化如图所示：0～t1段主要先生成HSO3-，0～t1段发生反应的离子反应方程式为2S2O42-+O2+2H2O=4HSO3-．
t3时溶液中主要阴离子是SO42-．
（2）隔绝空气加热Na2S2O4固体完全分解，得到固体产物Na2SO3、Na2S2O3和气体为SO2（填化学式）．
请你设计实验验证产物有Na2S2O3存在，完成下表中内容．
（供选择的试剂：稀盐酸、稀硝酸、BaCl2溶液、KMnO4溶液）
实验步骤（不要求写出具体操作过程）预期的实验现象和结论
 
取少量完全分解的固体产物于试管中，加入稀盐酸
 
 
若有淡黄色沉淀，则有Na2S2O3存在 
（3）资料显示：保险粉、H2O2均可用于纸浆漂白．写出保险粉与过量的H2O2，在水溶液中反应生成硫酸盐等物质的离子方程式：S2O42-+3H2O2=2SO42-+2H++2H2O_．
14．氧化二氯是棕黄色且具有强烈刺激性的物质，沸点3.8℃，熔点-116℃，制备时生成的Cl2O冷却固体以便操作和贮存．它与一般有机物接触会发生爆炸，遇水则极易溶解（1：100），生成次氯酸溶液．制备少量固态氧化二氯可用干燥的HgO与Cl2反应，生成物为Cl2O和HgO•HgCl2，该实验的反应流程图如图1所示：

（1）写出Cl2与HgO反应的化学方程式：2HgO+2Cl2=Cl2O+HgO•HgCl2
（2）写出试剂a的名称是高锰酸钾，仪器b的名称是分液漏斗
（3）B中盛有液体c是饱和食盐水，其作用是吸收挥发出的HCl，C中盛有液体d是浓H2SO4，其作用是干燥氯气．
（4）E为保温式冷浴（冷阱），其中应盛有制冷剂液态空气（在干冰、冰水、液态空气、液氨中选择），E中所得固体Cl2O可能含有的杂质是液氯
（5）请指出装置A、B、C的连接方式与D和E的连接方式的不同之处并简要叙述理由前者用橡皮管连接，后者不用橡皮管，因为E装置中已经有Cl2O，它与一般有机物接触会发生爆炸
（6）实验中鼓入干燥空气的目的是赶尽装置中的水蒸气，并带动气流流入D中
（7）该实验没有明确的尾气处理装置，请你在图2方框中画出尾气处理的仪器示意图（要标注试剂）．
4．下列关于影响化学反应速率因素的解释不正确的是（　　）
A．若仅加入催化剂，改变反应途径→降低反应所需要的活化能→活化分子数增多→有效碰撞次数增多→化学反应速率增大
B．若仅增大反应物浓度，单位体积活化分子数增多→单位体积有效碰撞次数增多→化学反应速率增大
C．若仅升高温度，活化分子百分数增加且分子间的碰撞频率提高→有效碰撞次数增多→化学反应速率增大
D．若仅加大体系压强，体积变小→活化分子百分数增加→单位体积的活化分子数目增加→有效碰撞次数增多→化学反应速率增大
11．已知氯气、溴蒸气分别跟氢气反应的热化学方程式如下（Q1、Q2均为正值）：
H2（g）+Cl2（g）═2HCl（g）△H=-Q1kJ/mol，
H2（g）+Br2（g）═2HBr（g）△H=-Q2kJ/mol，
有关上述反应的叙述正确的是（　　）
A．Q1＞Q2
B．生成物总能量均高于反应物总能量
C．生成1molHCl气体时放出Q1热量
D．如果Q1＞Q2，断开Cl-Cl键需要的能量比断开Br-Br键需要的能量低
8．常温下，在10mL 0.2mol/L氨水中，滴入0.2mol/L的稀盐酸，使溶液的pH=7．则下列说法正确的是（　　）
A．加入盐酸的体积大于10 mLB．c（NH4+）=c（Cl-）
C．加入盐酸的体积等于10 mLD．c（NH4+）＜c（Cl-）
9．下面关于催化剂的说法正确的是（　　）
A．催化剂只改变反应的正反应速率
B．催化剂通过升高反应的活化能来加快反应速率
C．催化剂能够改变反应的反应热
D．催化剂不能改变反应物的转化率

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