Question

1．亚硝酸钙是一种阻锈剂，可用于染料工业，某兴趣小组拟制备Ca（NO₂）₂并对其性质进行探究．
【背最索材】
I．NO+NO₂+Ca（OH）₂═Ca（NO₂）₂+H₂O．
II．Ca（NO2）2能被酸性KMnO4溶液氧化成NO₃^-，MnO₄^-被还原为Mn²⁺
III．在酸性条件下：2NO₂^-+4H⁺+2I^-═2NO↑+I₂+2H₂O     I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-
【制备氮氧化物】
（1）甲组同学拟利用如图1所示装置制备氮氧化物．

①仪器X的名称是：分液漏斗．
②装置B中逸出的NO与NO₂的物质的量之比为1：1，則则置B中发生反应的化学方程式为2SO₂+H₂O+2HNO₃=NO+NO₂+2H₂SO₄，若其他条件不变，增大硝酸的浓度，则会使逸出的气体中n（NO₂）＞（填“＞”或“＜”）n（NO）．
【制备Ca（NO₂）₂】
（2）乙组同学拟利用装置B中产生的氮氧化物制备Ca（NO₂）₂，装置如图2．
①装置C中导管末端接一玻璃球的作用是增大与石灰乳的接触面积．
②装置D的作用是防倒吸；装置E的作用是吸收未反应的氮氧化物．
【测定Ca（NO₂）₂的纯度】
（3）丙组同学拟测定Ca（NO₂）₂的纯度（杂质不参加反应），可供选择的试剂：
a．稀硫酸 b．c₁mol•L^-1的KI溶液  c．淀粉溶液d．c₂mol•L^-1的NaS₂O₃溶液  e．c₃mol•L^-1的酸性KMnO₄溶液
①利用Ca（NO₂）₂的还原性来测定其纯度，可选择的试剂是e（填字母）．
②利用Ca（NO₂）₂的氧化性来测定其纯度的步骤：准确称取mgCa（NO₂）₂样品放入锥形瓶中，加适量水溶解后，加入过量的c₁mol•L^-1的KI溶液、淀粉溶液，然后滴加稀硫酸，用c₂mol•L^-1的NaS₂O₃溶液滴定至溶液由蓝色恰好变为无色，且半分钟内不变色，消耗NaS₂O₃溶液的体积 VmL，则此Ca（NO₂）₂纯度的表达式为$\frac{33{c}_{2}V}{500}×100%$．

Answer 1

分析 A装置由浓硫酸和亚硫酸钠制备二氧化硫气体，二氧化硫气体与硝酸在B中反应生成氮氧化合物，在C中与石灰乳发生反应NO+NO₂+Ca（OH）₂=Ca（NO₂）₂+H₂O，可制备得Ca（NO₂）₂，D装置防倒吸，E装置用氢氧化钠吸收未反应完的氮氧化物，防止污染空气，据此分析解答；
（1）①由仪器构造可判断X的仪器名称；
②装置B中逸出的NO与NO₂的物质的量之比为1：1，NO和NO₂是还原产物，则SO₂的氧化产物应为硫酸，可结合电子守恒判断SO₂与硝酸的物质的量之比，再结合原子守恒写出此反应的化学方程式；硝酸的浓度越大，硝酸氧化性增强，还原产物的价态越高，且浓硝酸可氧化NO氧化为NO₂；
（2）①利用玻璃球可增大气体与溶液的接触面积；
②D装置是安全瓶，再结合气体NO₂易溶于NaOH溶液判断，NO₂是有毒气体，对环境有污染；
（3）①由信息Ca（NO₂）₂能被酸性KMnO₄溶液氧化成NO₃^-，可根据消耗的酸性KMnO₄溶液，利用电子守恒来计算Ca（NO₂）₂并测定其纯度；
②由信息在酸性条件下，Ca（NO₃）₂能将I^-氧化为I₂，S₂O₃^2-能将I₂还原为I^-可知，根据氧化还原反应的电子守恒，建立关系式，进行计算即可．

解答 解：（1）①由仪器构造可知X为分液漏斗；
故答案为：分液漏斗；
②装置B中逸出的NO与NO₂的物质的量之比为1：1，则装置B中发生反应的化学方程式为2SO₂+H₂O+2HNO₃=NO+NO₂+2H₂SO₄；若其它条件不变，增大硝酸的浓度，硝酸氧化性增强，将NO氧化为NO₂，则会使逸出的气体中n（NO₂）＞n（NO）；
故答案为：2SO₂+H₂O+2HNO₃=NO+NO₂+2H₂SO₄；＞；
（2）①装置C中导管末端接一玻璃球可增大与石灰乳的接触面积；
故答案为：增大与石灰乳的接触面积；
②装置D的作用是防倒吸，E装置用氢氧化钠吸收未反应完的氮氧化物，防止污染空气；
故答案为额：防倒吸；吸收未反应的氮氧化物；
（3）①由信息Ca（NO₂）₂能被酸性KmnO₄溶液氧化成NO₃^-，MnO₄^-被还原为Mn²⁺可知，则利用Ca（NO₂）₂的还原性来测定其纯度，可选择的试剂是e；
故答案为：e；
②由信息在酸性条件下，Ca（NO₃）₂能将I^-氧化为I₂，S₂O₃^2-能将I₂还原为I^-可知，2NO₂^-～～～～～I₂～～～～～～～2S₂O₃^2-；消耗NaS₂O₃的物质的量为c₂mol•L^-1×V×10^-3L=0.001c₂Vmol，则Ca（NO₂）₂的物质的量为0.001c₂Vmol×$\frac{1}{2}$，此Ca（NO₂）₂纯度的表达式为$\frac{0.001{C}_{2}Vmol×\frac{1}{2}×132g/mol}{m}×100%$=$\frac{33{c}_{2}V}{500}×100%$，故答案为：$\frac{33{c}_{2}V}{500}×100%$．

点评 本题考查物质的制备实验，为高频考点，把握制备实验原理、实验装置的作用、氧化还原反应的应用为解答的关键，侧重分析与实验及应用能力的综合考查，题目难度中等．