题目内容

1．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中观察到的现象有红棕色气体生成．
（2）装置B中反应的离子方程式有3NO2+H2O=2H++2NO3-+NO↑，3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O．
（3）装置C的作用：防止倒吸，装置F的作用：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）NaNO2有像食盐一样的咸味，但能引起中毒．已知亚硝酸钠能发生如下反应：
2NaNO2+4HI═2NO+I2+2NaI+2H2O，根据上述反应，可以用试剂和生活中常见的物质进行实验，以鉴别亚硝酸钠和食盐．进行实验时，必须选用的物质有BE．
A．自来水   B．碘化钾淀粉试液   C．淀粉   D．白糖  E．食醋   F．白酒
（6）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，求样品中亚硝酸钠的质量分数（保留小数点后1位）（已知：NaNO2摩尔质量69g/mol）

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，据此解答；
（1）碳和浓硝酸在加热条件下生成二氧化氮，二氧化氮是红棕色气体；
（2）二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮，铜能被稀硝酸溶解生成硝酸铜和一氧化氮，可结合质量守恒定律写出反应方程式，再改写成离子方程式；
（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）鉴别NaNO2和NaCl，利用2NaNO2+4HI═2NO+I2+2NaI+2H2O及碘遇淀粉变蓝分析；
（6）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；
（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3NO2+H2O=2H++2NO3-+NO↑、3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O，
故答案为：3NO2+H2O=2H++2NO3-+NO↑；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）鉴别NaNO2和NaCl，由2NaNO2+4HI═2NO+I2+2NaI+2H2O及碘遇淀粉变蓝可知，则选择试剂为BE，故答案为：BE；
（6）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为$\frac{1.38g}{2g}$×100%=69.0%，答：样品中亚硝酸钠的质量分数为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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1.52 g铜镁合金完全溶解于50 mL密度为1.40 g/mL、质量分数为63%的浓硝酸中，得到NO2和N2O4的混合气体1120 mL(标准状况)，向反应后的溶液中加入1.0 mol/L NaOH溶液，当金属离子全部沉淀时，得到2.54 g沉淀。下列说法不正确的是

A．该合金中铜与镁的物质的量之比是2:1

B．该浓硝酸中HNO3的物质的量浓度是14.0 mol/L

C．NO2和N2O4的混合气体中，NO2的体积分数是80%

D．得到2.54 g沉淀时，加入NaOH溶液的体积是600 mL
12．工业上常利用含硫废水生产Na2S2O3•5H2O，实验室可用如下装置（略去部分加持仪器）模拟生成过程．

烧瓶C中发生反应如下：
Na2S（aq）+H2O（l）+SO2（g）=Na2SO3（aq）+H2S（aq）   （Ⅰ）
2H2S（aq）+SO2（g）=3S（s）+2H2O（l）    （Ⅱ）
S（s）+Na2SO3（aq）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2S2O3（aq）    （Ⅲ）
（1）仪器组装完成后，关闭两端活塞，向装置B中的长颈漏斗内注入液体至形成一段液注，若液柱高度保持不变，则整个装置气密性良好．装置D的作用是防止倒吸，装置E中为NaOH溶液．
（2）为提高产品纯度，应使烧瓶C中Na2S和Na2SO3恰好完全反应，则烧瓶C中Na2S和Na2SO3物质的量之比为2：1．
（3）装置B的作用之一是观察SO2的生成速率，其中的液体最好选择c（填序号）．
a．蒸馏水                     b．饱和NaHSO3溶液
c．饱和Na2SO3溶液              d．饱和NaHCO3溶液
已知反应（Ⅲ）相对较慢，则烧瓶C中反应达到终点的现象是控制滴加硫酸的速度．
（4）反应终止后，烧瓶C中的溶液经蒸发浓缩即可析出Na2S2O3•5H2O，其中可能含有Na2SO3、Na2SO4等杂质．利用所给试剂设计实验，检测产品中是否存在Na2SO4，简要说明实验操作，现象和结论：取少量产品溶于足量稀盐酸，静置，取上层清液（或过滤，取滤液），滴入几滴BaCl2溶液，
若产生白色沉淀则说明产品中含有Na2SO4，若没有产生白色沉淀则说明产品中不含Na2SO4．
已知Na2S2O3•5H2O遇酸易分解：S2O32?+2H+=S↓+SO2↑+H2O
供选择的试剂：稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2溶液、AgNO3溶液．
9．二氧化氯（ClO2）是一种黄绿色有刺激性气味的气体，其熔点为-59℃，沸点为11.0℃，易溶于水．
工业上用潮湿的KClO3和草酸（H2C2O4）在60℃时反应制得，某学生拟用左下图所示装置模拟工业制取并收集ClO2．

（1）A中反应产物有K2CO3、ClO2和CO2等，请写出该反应的化学方程式：2KClO3+H2C2O4$\frac{\underline{\;60℃\;}}{\;}$K2CO3+CO2↑+2ClO2↑+H2O
（2）A必须添加温度控制装置，除酒精灯外，还需要的玻璃仪器有烧杯、温度计；B也必须添加温度控制装置，应该是冰水浴（选填“冰水浴”或“热水浴”）装置．
（3）反应后在装置C中可得NaClO2溶液．已知NaClO2饱和溶液中在温度低于38℃时析出晶体是NaClO2•3H2O，在温度高于38℃时析出晶体是NaClO2．根据右上图所示的NaClO2的溶解度曲线，请补充从NaClO2溶液中制得NaClO2的操作步骤：
①蒸发结晶；②趁热过滤；③洗涤；④干燥．
（4）ClO2很不稳定，需随用随制，产物用水吸收得到ClO2溶液．为测定所得溶液中ClO2的含量，进行了下列实验：
步骤1：准确量取ClO2溶液10.00mL，稀释成100.00mL试样；量取V1 mL试样加入到锥形瓶中；
步骤2：调节试样的pH≤2.0，加入足量的KI晶体，静置片刻；
步骤3：加入淀粉指示剂，用c mol•L-1 Na2S2O3溶液滴定至终点，消耗Na2S2O3溶液V2mL．（已知2Na2S2O3+I2═Na2S4O6+2NaI）
①滴定过程中，至少须进行两次平行测定的原因是减小实验误差，滴定至终点的现象是溶液由蓝色变为无色．
②原ClO2溶液的浓度为$\frac{135C{V}_{2}}{{V}_{1}}$g/L（用步骤中的字母代数式表示）．
16．CoCl2•6H2O是一种饲料营养强化剂．一种利用水钴矿（主要成分为Co2O3、Co（OH）3，还含少量Fe2O3、Al2O3、MnO等）制取CoCl2•6H2O的工艺流程如图1：

已知：①浸出液含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+等；
②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：（金属离子浓度为：0.01mol/L）
沉淀物Fe（OH）3Fe（OH）2Co（OH）2Al（OH）3Mn（OH）2
开始沉淀2.77.67.64.07.7
完全沉淀3.79.69.25.29.8
③CoCl2•6H2O熔点为86℃，加热至110～120℃时，失去结晶水生成无水氯化钴．
（1）写出浸出过程中Co2O3发生反应的离子方程式Co2O3+SO32-+4H+=2Co2++SO42-+2H2O．
（2）写出NaClO3发生反应的主要离子方程式ClO3-+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2O；若不慎向“浸出液”中加过量NaClO3时，可能会生成有毒气体，写出生成该有毒气体的离子方程式ClO3-+5Cl-+6H+=3Cl2↑+3H2O．
（3）“加Na2CO3调pH至a”，过滤所得到的沉淀成分为Fe（OH）3、Al（OH）3．
（4）“操作1”中包含3个基本实验操作，它们依次是蒸发浓缩、冷却结晶和过滤．制得的CoCl2•6H2O在烘干时需减压烘干的原因是降低烘干温度，防止产品分解．
（5）萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图2．向“滤液”中加入萃取剂的目的是除去溶液中的Mn2+；其使用的最佳pH范围是B．
A．2.0～2.5    B．3.0～3.5     C．4.0～4.5    D．5.0～5.5．
6．过氧化氢常用作氧化剂、漂白剂和消毒剂，可用于甲型H1N1流感消毒，为了贮存运输和使用的方便，工业上采用“醇析法”，将它转化为固态的过碳酸钠晶体（2Na2CO3•3H2O2），该晶体具有Na2CO3和Na2O2的双重性质，工业“醇析法”的工艺如下：

回答下列问题：
（1）过氧化氢溶液加入二氧化锰的反应化学方程式为2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑．
（2）反应温度控制在0～5℃时进行的理由是在低温下H2O2与2Na2CO3•3H2O2稳定（不易分解）且2Na2CO3•3H2O2的溶解度小．
（3）稳定剂能相互反应，生成一种不溶物将过碳酸钠粒子包住，该反应的化学方程式为MgCl2+Na2SiO3=MgSiO3↓+2NaCl．
（4）加入异丙醇的作用是降低过碳酸钠的溶解度，有利于晶体析出．
（5）下列物质不能使过碳酸钠较快失效的是d．
a．FeCl3  b．Na2Sc．CH3COOH  d．NaHCO3
（6）根据题中有关信息，请你提出贮存、运输过碳酸钠晶体中应注意（至少两项）：密封防潮、避免高温、避免接触还原性、酸性或二氧化锰、铁盐等物质（写出其中两项即可）．
（7）某同学向酸性高锰酸钾溶液中滴入过量过氧化氢溶液，观察到高锰酸钾溶液褪色，则发生反应的离子方程式为5H2O2+2MnO${\;}_{4}^{-}$+6H+═2Mn2++5O2↑+8H2O．
13．晶体硅是信息科学和能源科学中的一种重要材料，可用于制芯片和太阳能电池等．以下是工业上制取纯硅的一种方法．

请回答下列问题（各元素用相应的元素符号表示）：
（1）在上述生产过程中，属于置换反应的有①②③（填反应代号）．
（2）写出反应③的化学方程式SiHCl3+H2$\frac{\underline{\;1357K\;}}{\;}$Si+3HCl．
（3）化合物W的用途很广，通常可用作建筑工业和造纸工业的黏合剂，可作肥皂的填充剂，是天然水的软化剂．将石英砂和纯碱按一定比例混合加热至1 373～1 623K反应，生成化合物W，其化学方程式是SiO2+Na2CO3$\frac{\underline{\;1373-1623K\;}}{\;}$Na2SiO3+CO2↑
（4）A、B、C三种气体在“节能减排”中作为减排目标的一种气体是CO2（填化学式）；分别通入W溶液中能得到白色沉淀的气体是CO2和HCl（填化学式）．
（5）工业上合成氨的原料H2的制法是先把焦炭与水蒸气反应生成水煤气，再提纯水煤气得到纯净的H2，提纯水煤气得到纯净的H2的化学方程式为CO+H2O（g）$\frac{\underline{\;催化剂1073K\;}}{\;}$CO2+H2、CO2+Ca（OH）2═CaCO3↓+H2O．
10．如图所示，若电解5min时，铜电极质量增加2.16g．试回答：
（1）电源电极X名称为负极（填“正极”或“负极”）．
（2）电解池中溶液的pH变化：B减小，C不变（填“增大”、“减小”或“不变”）．
（3）B中阳极的电极反应式为4OH--4e-=2H2O+O2↑；若通电5min时B中共收集224mL气体（标况），溶液体积为200mL，则通电前硫酸铜溶液的物质的量浓度约为0.025mol/L．
（4）A中发生反应的化学方程式为2KCl+2H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2KOH+H2↑+Cl2↑，若A中KCl溶液的体积也是200mL，电解后溶液的pH=13．
（5）若将C装置单独取出，导线连接铜、银后，请写出负极的电极反应式Cu-2e-=Cu2+．
8．含有相同原子个数的SO2和SO3，其物质的量之比为4：3，其中所含氧原子个数比为8：9．

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