题目内容
12.亚硝酸钠是重要的防腐剂.某化学兴趣小组以碳和浓硝酸为起始原料,设计如下图装置利用一氧化氮与过氧化钠反应制备亚硝酸钠.(夹持装置和A中加热装置已略,气密性已检验)查阅资料:①HNO2为弱酸,室温下存在反应3HNO2═HNO3+2NO↑+H2O;
②在酸性溶液中,NO2-可将MnO4-还原为Mn2+且无气体生成.
③NO不与碱反应,可被酸性KMnO4溶液氧化为硝酸
实验操作:
①关闭弹簧夹,打开A中分液漏斗活塞,滴加一定量浓硝酸,加热;
②一段时间后停止加热;
③从C中取少量固体,检验是否是亚硝酸钠.
(1)A中反应的化学方程式是C+4HNO3(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO2↑+4NO2↑+2H2O.
(2)B中观察的主要现象是溶液变蓝,铜片溶解,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)经检验C产物中亚硝酸钠含量较少,甲、乙两同学的看法不同.
a.甲同学认为C中产物不仅有亚硝酸钠,还有碳酸钠和氢氧化钠.则生成碳酸钠的化学方程式是2CO2+2Na2O2═2Na2CO3+O2.为排除干扰,甲在B、C装置间增加装置E,E中盛放的试剂应是碱石灰(写名称).
b.乙同学认为除上述干扰因素外,还会有空气参与反应导致产品不纯,所以在实验操作①之前应增加一步操作,该操作是打开弹簧夹,通入N2一段时间.
分析 (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)a、生成碳酸钠的反应是二氧化碳和过氧化钠发生的反应,生成碳酸钠和氧气;
b、为避免装置中的空气导致产品不纯,需要打开弹簧夹通入氮气排净装置中的空气.
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)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO2↑+4NO2↑+2H2O,
故答案为:C+4HNO3(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$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:溶液变蓝,铜片溶解,导管口有无色气体冒出;除去未反应的NO,防止污染空气;
(3)a、生成碳酸钠的反应是二氧化碳和过氧化钠发生的反应,反应的化学方程式为:2CO2+2Na2O2═2Na2CO3+O2,通过装置C中的过氧化钠吸收一氧化氮、二氧化碳,一氧化氮是污染性气体,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;为排除干扰在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:2CO2+2Na2O2═2Na2CO3+O2;碱石灰;
b.为避免装置中的空气导致产品不纯,需要打开弹簧夹通入氮气排净装置中的空气,故答案为:打开弹簧夹,通入N2一段时间.
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.
| A. | Ca2+、K+、CO32-、Cl- | B. | Ba2+、Na+、SO42-、NO3- | ||
| C. | Ca2+、Na+、NO3-、Cl- | D. | H+、Na+、OH-、Cl- |
(1)久置的绿矾溶液容易被空气氧化变质,简述检验绿矾溶液已经变质的操作和现象:取少量待测液于试管中,向其中滴入2~3滴的KSCN溶液,震荡,溶液变成红色.
(2)绿矾溶液浓度的标定测定溶液中Fe2+物质的量浓度的方法是:a.量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中;b.用硫酸酸化的0.01000mol/L KMnO4溶液滴定至终点;c.重复操作2次,消耗KMnO4溶液体积的体积分别为20.02mL、24.98mL、19.98mL.
(已知滴定时发生反应的离子方程式为5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O)
计算上述滤液中Fe2+物质的量浓度0.04000 mol/L(保留四位有效数字).
(3)探究保存绿矾溶液的有效措施
【反应原理】Fe2+在空气中易氧化变质,完成并配平下列离子方程式:
12Fe2++3O2+6H2O=4Fe(OH)3↓+8Fe3+
【操作现象】取4支试管,如图进行实验,请写出试管①的现象和加入④的试剂.
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| 添加试剂 | 10.0mlFeSO4溶液 | 10.0mlFeSO4溶液+2ml煤油 | 10.0mlFeSO4溶液+1.0铁粉 | 10.0mlFeSO4溶液+ 少量(或几滴)硫酸 |
| 3天内的现象 | 溶液颜色很快变成黄色,并出现棕黄色浑浊 | / | / | / |