题目内容
9.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+.
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.
回答下列问题:
(1)装置中仪器a的名称为分液漏斗;D装置的作用是除去未反应的NO,防止污染空气.
(2)A中反应的化学方程式是C+4HNO3(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO2↑+4NO2↑+2H2O;C中反应生成NaNO2的化学方程式是2NO+Na2O2=2NaNO2.
(3)检验C中产物有亚硝酸钠的正确操作是b.
a.取少量生成物溶于水充分振荡,滴加酚酞试液,若溶液变红,则含有NaNO2.
b.取少量生成物溶于稀硫酸,若产生无色气体并在液体上方变为红棕色,则含有NaNO2.
(4)经检验C产物中亚硝酸钠含量较少.
①.甲同学认为C中产物不仅有亚硝酸钠,还可能有其它固体物质.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).
②.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 A装置中C和浓硝酸发生氧化还原反应生成NO2,反应方程式为C+4HNO3(浓)=CO2↑+4NO2↑+2H2O,NO2通入B中和水发生反应3NO2+H2O=2HNO3+NO,Cu和稀硝酸发生反应3Cu+8HNO3=3CuNO3+2NO↑+4H2O,C中发生反应 2NO+Na2O2=2NaNO2,剩余的NO被酸性高锰酸钾溶液氧化生成硝酸,
(1)a是分液漏斗;NO有毒不能直接排空;
(2)C和HNO3(浓)发生反应生成CO2、NO2、H2O;NO和Na2O2发生反应生成NaNO2;
(3)a.A中生成二氧化碳,二氧化碳和过氧化钠反应生成碳酸钠,碳酸钠溶液也呈碱性;
b.亚硝酸钠能和稀硫酸反应生成无色气体NO,NO不稳定易被氧气氧化生成红棕色气体二氧化氮;
(4)①从B装置中出来的气体中含有NO、二氧化碳和水蒸气,这几种物质都能和过氧化钠反应,要使C中只有NO和过氧化钠反应,则BC装置间的E装置应该能吸收水蒸气和二氧化碳;
②要排除空气发生防止反应,应该先通入一段时间的氮气.
解答 解:(1)a名称是分液漏斗;NO有毒不能直接排空,NO和酸性高锰酸钾溶液反应生成硝酸根离子和锰离子,从而除去NO,
故答案为:分液漏斗;除去未反应的NO,防止污染空气;
(2)C和HNO3(浓)发生反应生成CO2、NO2、H2O,反应方程式为C+4HNO3(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO2↑+4NO2↑+2H2O;NO和Na2O2发生反应生成NaNO2,反应方程式为 2NO+Na2O2=2NaNO2,
故答案为:C+4HNO3(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO2↑+4NO2↑+2H2O;2NO+Na2O2=2NaNO2;
(3)a.A中生成二氧化碳,二氧化碳和过氧化钠反应生成碳酸钠,碳酸钠溶液也呈碱性,B中出来的气体中还含有水蒸气能和C中的过氧化钠反应生成NaOH而呈碱性,所以不能根据其水溶液判断含有亚硝酸钠,故a错误;
b.亚硝酸钠能和稀硫酸反应生成无色气体NO,NO不稳定易被氧气氧化生成红棕色气体二氧化氮,该实验现象说明含有亚硝酸钠,故b正确;
故选:b;
(4)①从B装置中出来的气体中含有NO、二氧化碳和水蒸气,这几种物质都能和过氧化钠反应,要使C中只有NO和过氧化钠反应,则BC装置间的E装置应该能吸收水蒸气和二氧化碳,使用的药品是碱石灰,
故答案为:碱石灰;
②要排除空气防止发生反应,应该先通入一段时间的氮气,故答案为:打开弹簧夹,通入N2一段时间.
点评 本题考查物质制备,为高频考点,涉及氧化还原反应、物质检验、实验操作、实验评价及方程式计算等知识点,明确化学反应原理、实验基本操作方法、物质性质差异性是解本题关键,注意实验的评价性分析判断,题目难度中等.
| A. | 漂白粉在空气中不稳定,可用于漂白纸张 | |
| B. | 漂白粉中的CaCl2与空气中的CO2反应可生成CaCO3,漂白粉在空气中久置变质 | |
| C. | NH3能使酚酞溶液变红,因而NH3可用于设计喷泉实验 | |
| D. | 打磨磁石制指南针不涉及化学反应 |
(1)判断反应达到平衡状态的依据是(填字母序号,下同)CDE.
A.生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等
B.混合气体的密度不变
C.混合气体的相对平均分子质量不变
D.CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化
E.气体的压强不再改变
(2)表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数(K).
| 温度 | 250℃ | 300℃ | 350℃ |
| K | 2.041 | 0.270 | 0.012 |
(3)要提高CO的转化率,可以采取的措施是df.
a.升温 b.加入催化剂 c.增加CO的浓度 d.恒容下加入H2使压强变大
e.恒容下加入惰性气体使压强变大 f.分离出甲醇
(4)在250℃时,测得某密闭容器中各物质的物质的量浓度见表:
| CO | H2 | CH3OH |
| 0.5mol•L-1 | 2mol•L-1 | 6mol•L-1 |