题目内容
【题目】亚硝酸钠(NaNO2)是工业盐的主要成分,在漂白、电镀等方面应用广泛。实验室以木炭、浓硝酸、Na2O2为主要原料按照如图所示装置制各亚硝酸钠(加热装置及部分夹持装置已略去),反应原理为:2NO+Na2O2=2NaNO2。
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回答下列问题:
(1)A装置中反应的化学方程式为__________________。
(2)B装置中铜的作用是__________________。
(3)充分反应后,C中生成的固体除NaN02外,还可能有杂质生成,应在B、C之间加一个装置,该装置所盛放试剂的名称是_________________。
(4)检查装置气密性并装入药品后,以下实验操作步骤正确的顺序为____________________填标号)。
a.打开弹簧夹,向装置中通入N2 b.点燃酒精灯
c.向三颈烧瓶中滴加浓硝酸 d.熄灭酒精灯
e.关闭分液漏斗旋塞 f.停止通入N2
(5)D装置用于尾气处理,写出D中反应的离子方程式:___________________。
(6)利用改进后的装置,将7.8gNa2O2完全转化成NaNO2,理论上至少需要木炭____g。
【答案】 C+4HNO3(浓)
CO2↑+4NO2↑+2H2O 铜可以和二氧化氮与水反应生成的硝酸反应,提高NO产率 碱石灰 acebdf 5NO+3MnO
+4H+=== 5NO
+3Mn2++2H2O 1.2
【解析】(1)A装置中发生碳与浓硝酸的反应,反应的化学方程式为C+4HNO3(浓)
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,因此B装置中铜的作用是铜可以和二氧化氮与水反应生成的硝酸反应,提高NO产率。(3)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,用来吸收二氧化碳和水蒸气;(4)由于该实验中有气体参加,所以在组装好仪器后首先要检查装置的气密性,再装药品,由于实验过程中有一氧化氮产生,所以要将装置中的空气全部排尽,再进行实验,可以利用氮气排空气。又因为NO有毒,所以最后需要利用氮气把剩余的NO全部排入酸性高锰酸钾溶液中,因此实验操作顺序为acebdf;(5)NO与酸性高锰酸钾溶液反应的离子方程式为5NO+3MnO4-+4H+=5NO3-+3Mn2++2H2O。(6)n(Na2O2)=7.8g÷78g/mol=0.1mol,根据C+4HNO3(浓)
CO2↑+4NO2↑+2H2O,3NO2+H2O=2HNO3+NO,有关系式C~4NO2~4/3NO~8/3HNO3,根据3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,有关系式HNO3~3/8Cu~1/4NO,则有C~2/3NO,所以碳与总的NO的关系式为C~(4/3+2/3)NO,根据2NO+Na2O2=2NaNO2,可知碳与Na2O2的关系式为C~Na2O2,所以7.8g过氧化钠完全转化成为亚硝酸钠,理论上至少需要碳的质量为0.1mol×12g/mol=1.2g。