题目内容

6．亚硝酸盐是一种工业盐，外观与食盐非常相似，毒性较强．某化学兴趣小组对食盐与亚硝酸钠进行多角度探究：
（一）鉴别NaCl和NaNO2
甲同学用沉淀分析法
经查：常温下Ksp（AgNO2）=2×10-8，Ksp（AgCl）=1.8×10-10．分别向盛有5mL 0.0001mol/L两种盐溶液的试管中同时逐滴滴加0.0001mol/L硝酸银溶液，先生成沉淀的是盛有NaCl溶液的试管．
乙同学测定溶液pH
用pH试纸分别测定0.1mol/L两种盐溶液的pH，测得NaNO2溶液呈碱性．该溶液呈碱性的原因是NO2-+H2O?HNO2+OH-（用离子方程式解释）．
（二）该小组用如下装置（略去夹持仪器）制备亚硝酸钠

已知：①2NO+Na2O2=2NaNO2；
②酸性条件下，NO和NO2都能与MnO4- 反应生成NO3-和Mn2+
（1）使用铜丝的优点是可以控制反应的发生与停止．
（2）装置A中反应方程式为Cu+4HNO3（浓）=Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O．装置C 中盛放的药品是C；（填字母代号）
A．浓硫酸           B．NaOH 溶液          C．水         D．四氯化碳
仪器F的作用防止水蒸气进入．
（3）该小组称取5.000g制取的样品溶于水配成250.0mL溶液，取25.00mL溶液于锥形瓶中，用0.1000mol/L酸性KMnO4溶液进行滴定，实验所得数据如下表所示：
滴定次数1234
消耗KMnO4溶液体积/mL20.7020.1220.0019.88
①第一次实验数据出现异常，造成这种异常的原因可能是bc（填字母代号）．
a．锥形瓶洗净后未干燥
b．酸式滴定管用蒸馏水洗净后未用标准液润洗
c．滴定终点时仰视读数
②酸性KMnO4溶液滴定亚硝酸钠溶液的离子方程式为6H++2MnO4-+5NO2-=2Mn2++5NO3-+3H2O．
③该样品中亚硝酸钠的质量分数为69.0%．

分析 （一）溶度积表达式相同时，溶度积小的先生成沉淀；
NaNO2说明为强碱弱酸盐，亚硝酸根离子水解导致溶液显示碱性；
（二）装置A中是浓硝酸和铜加热发生的反应，反应生成二氧化氮和硝酸铜和水，装置C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；通过装置D中的干燥剂吸收水蒸气，通过装置F中的干燥剂防止水蒸气进入，通过装置E中的过氧化钠与一氧化氮反应，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）可通过上下移动铜丝控制反应是否进行；
（2）浓硝酸和铜加热发生反应生成二氧化氮和硝酸铜和水；装置C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；通过装置F中的干燥剂防止水蒸气进入．
（3）①根据c（待测）=$\frac{c（标准）．V（标准）}{V（待测）}$分析不当操作对V（标准）的影响，以此判断浓度的误差；
②该反应中亚硝酸根离子被氧化为硝酸根离子，高锰酸根离子被还原为锰离子；
③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：（一）溶度积表达式相同时，溶度积小的先生成沉淀，根据溶度积常数知Ksp（AgNO2）＞Ksp（AgCl），所以NaCl先生成沉淀；
NaNO2说明为强碱弱酸盐，亚硝酸根离子水解导致溶液显示碱性，其水解方程式为NO2-+H2O?HNO2+OH-，
故答案为：NaCl；NO2-+H2O?HNO2+OH-；
（二）（1）可通过上下移动铜丝控制反应是否进行，所以使用铜丝的优点是可以控制反应的发生与停止；
故答案为：可以控制反应的发生与停止；
（2）浓硝酸和铜加热发生反应生成二氧化氮和硝酸铜和水，方程式为：Cu+4HNO3（浓）=Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O；通过装置C中的水与二氧化氮反应生成硝酸和一氧化氮；通过装置F中的干燥剂防止水蒸气进入，与过氧化钠反应；
故答案为：Cu+4HNO3（浓）=Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O；C；防止水蒸气进入；
（3）①a．锥形瓶洗净后未干燥，待测液的物质的量不变，对V（标准）无影响，根据c（待测）=$\frac{c（标准）．V（标准）}{V（待测）}$知，c（标准）不变，故a错误；
b．酸式滴定管用蒸馏水洗净后未用标准液润洗，标准液的浓度偏小，造成V（标准）偏大，根据c（待测）=$\frac{c（标准）．V（标准）}{V（待测）}$知，c（标准）偏大，故b正确；
c．滴定终点时仰视读数，造成V（标准）偏大，根据c（待测）=$\frac{c（标准）．V（标准）}{V（待测）}$知，c（标准）偏大，故c正确；
故选bc．
②该反应中亚硝酸根离子被氧化为硝酸根离子，高锰酸根离子被还原为锰离子，离子方程式为2MnO4-+5NO2-+6H+=2Mn2++5NO3-+3H2O；
故答案为：2MnO4-+5NO2-+6H+=2Mn2++5NO3-+3H2O；
③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 $\frac{1.38g}{2g}$×100%=69.0%；
故答案为：69.0%．

点评 本题考查物质制备，涉及盐类水解、物质制备、实验操作、实验评价、化学方程式有关计算等知识点，侧重考查学生分析判断、计算等知识的综合运用能力，易错点是误差分析，题目难度中等．

练习册系列答案
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16．实验室制乙酸乙酯得主要装置如图中A所示，主要步骤①在a试管中按2：3：2的体积比配制浓硫酸、乙醇、乙酸的混合物；②按A图连接装置，使产生的蒸气经导管通到b试管所盛的饱和碳酸钠溶液（加入几滴酚酞试液）中；③小火加热a试管中的混合液；④等b试管中收集到约2mL产物时停止加热．撤下b试管并用力振荡，然后静置待其中液体分层；⑤分离出纯净的乙酸乙酯．

请回答下列问题：
（1）步骤④中可观察到b试管中有细小的气泡冒出，写出该反应的离子方程式：2CH3COOH+CO32-=2CH3COO-+H2O+CO2↑．
（2）A装置中使用球形管除起到冷凝作用外，另一重要作用是防止倒吸，步骤⑤中分离乙酸乙酯必须使用的一种仪器是分液漏斗．
（3）为证明浓硫酸在该反应中起到了催化剂和吸水剂的作用，某同学利用上图A所示装置进行了以下4个实验．实验开始先用酒精灯微热3min，再加热使之微微沸腾3min．实验结束后充分振荡小试管b再测有机层的厚度，实验记录如下：
实验编号试管a中试剂试管b中试剂测得有机层的厚度/cm
A3mL乙醇、2mL乙酸、1mL18mol•L-1 浓硫酸饱和Na2CO3溶液5.0
B3mL乙醇、2mL乙酸0.1
C3mL乙醇、2mL乙酸、6mL 3mol•L-1 H2SO41.2
D3mL乙醇、2mL乙酸、盐酸1.2
①实验D的目的是与实验C相对照，证明H+对酯化反应具有催化作用．实验D中应加入盐酸的体积和浓度分别是6mL和6mol•L-1．
②分析实验AC（填实验编号）的数据，可以推测出浓H2SO4的吸水性提高了乙酸乙酯的产率．浓硫酸的吸水性能够提高乙酸乙酯产率的原因是浓硫酸可以吸收酯化反应中生成的水，降低了生成物浓度使平衡向生成乙酸乙酯的方向移动．
③加热有利于提高乙酸乙酯的产率，但实验发现温度过高乙酸乙酯的产率反而降低，可能的原因是大量乙酸、乙醇未经反应就脱离反应体系；温度过高发生其他反应．
④分离出乙酸乙酯层后，经过洗涤杂质；为了干燥乙酸乙酯可选用的干燥剂为（填字母）B．
A．P2O5    B．无水Na2SO4    C．碱石灰    D．NaOH固体
⑤为充分利用反应物，该同学又设计了图中甲、乙两个装置（利用乙装置时，待反应完毕冷却后，再用饱和碳酸钠溶液提取烧瓶中的产物）．你认为更合理的是乙．理由是：乙装置能将易挥发的反应物乙酸和乙醇冷凝回流到反应容器中，继续反应，提高了乙酸、乙醇原料的利用率及产物的产率，而甲不可．
17．某Cr2O3样品中含有少量Al2O3、MgO等杂质．实验室以此样品为主要原料制取重铬酸钾（K2Cr2O7）的流程如下：

已知：2CrO42-+2H+?Cr2O72-+H2O．
（1）上述氧化过程中，若将1mol Cr2O3转化成Na2CrO4，消耗氧气的体积（标准状况）是33.6L．
（2）酸化1中为确保溶液中Al3+、AlO2-浓度均不超过10-6 mol•L-1，需调节溶液pH的范围是5～8．
已知：Al（OH）3（s）?H++AlO2-+H2O的K=1×10-14；Ksp[Al（OH）3]=1×10-33
（3）酸化2后所得溶液加入KCl发生复分解反应，该反应能发生的原因是K2Cr2O7 溶解度小于Na2Cr2O7．
（4）称取重铬酸钾试样2.40g 配成250mL溶液，取出25.00mL于碘量瓶中，加入稀硫酸和足量碘化钾（铬被还原为Cr3+）并放于暗处6min左右，然后加入适量水和数滴淀粉指示剂，用0.24mol•L-1 Na2S2O3标准溶液滴定至终点（发生反应：I2+2S2O32-═2I-+S4O62-，杂质不参与反应），共用去Na2S2O3标准溶液20.00mL．求所得产品中重铬酸钾的质量分数（写出计算过程）．
14．Ba（NO3）2可用于生产烟花．某化工厂利用BaCO3【含少量CuCO3、Ba（FeO2）2等杂质】制取Ba（NO3）2晶体，其部分工艺流程如图所示．

已知：Fe3+和Fe2+ 以氢氧化物形式沉淀完全时，溶液的pH分别为3.2和9.7．
（l）Ba（FeO2）2中Fe的化合价为+3；在步骤I中HNO3表现出的性质是酸性．
（2）检验步骤Ⅲ所得溶液是否含铁元素的方法是取少量溶液于试管，滴加几滴KSCN溶液，振荡，如果溶液出现红色则含有Fe3+，否则不含Fe3+．
（3）步骤IV中得到Ba（NO3）2晶体的操作依次为蒸发浓缩，冷却结晶，过滤；该厂生产的Ba（NO3）2晶体含有少量Cu2+．化学上通过惰性电解法富集Cu时，发现电解装置的阴极还有少量使红色石蕊试纸变蓝的气体生成．生成该气体的电极反应为NO3-+6H2O+8e-=NH3↑+9OH-．
（4）闪光粉是由Ba（NO3）2与Al粉混合而成，受热可以产生N2和另外两种氧化物，同时放出大量光和热．
已知：4NO2（g）+O2（g）+2BaO（s）=2Ba（NO3）2（s）△H=+a kJ/mol
4Al（s）+3O2 （g）=2Al2O3 （s）△H=-b kJ/mol
N2（g）+2O2（g）=2NO2 （g）△H=-c kJ/mol    （a、b、c均大于0）
则反应：3Ba（NO3）2（s）+10Al（s）=3N2（g）+5Al2O3（s）+3BaO（s）△H=-（1.5a+2.5b-3c）kJ/mol．
（5）Ba2+半致死量为355mg/kg．误食Ba2+可以服用MgSO4溶液解毒，涉及到的离子反应方程式为Ba2++SO42-=BaSO4↓．
1．氢气和氟气混合在黑暗处即可发生爆炸而释放出大量的热量．在反应过程中，断裂1molH2中的化学键消耗的能量为Q1kJ，断裂1molF2中的化学键消耗的能量为Q2kJ，形成1molHF中的化学键释放的能量为Q3kJ．下列关系式中正确的是（　　）
A．Q1+Q2＜2Q3B．Q1+Q2＞2Q3C．Q1+Q2＜Q3D．Q1+Q2＞Q3
11．硫化钠主要用于皮革、毛纺、高档纸张、染料等行业．生产硫化钠大多采用无水芒硝（Na2SO4）-炭粉还原法，其流程示意图如图1：

（1）上述流程中“碱浸”后，物质A必须经过过滤、干燥（填写操作名称）处理后，方可“煅烧”；若煅烧所得气体为等物质的量的CO和CO2，写出煅烧时发生的总的化学反应方程式为3Na2SO4+8C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3Na2S+4CO2↑+4CO↑．
（2）上述流程中采用稀碱液比用热水更好，理由是稀碱液能抑制Na2S水解（选促进或抑制）
（3）取硫化钠晶体（含少量NaOH）加入到硫酸铜溶液中，充分搅拌．若反应后测得溶液的pH=4，则此时溶液中c（ S2-）=4×10-36 mol•L-1．（已知：常温时CuS、Cu（OH）2的Ksp分别为8.8×10-36、2.2×10-20）
（4）①皮革工业废水中的汞常用硫化钠除去，汞的去除率与溶液的pH和x（x代表硫化钠的实际用量与理论用量的比值）有关（如图2所示）．为使除汞效果最佳，应控制的条件是x控制x=12、pH控制pH介于9～10之间．
②某毛纺厂废水中含0.001mol•L-1的硫化钠，与纸张漂白后的废水（含0.002mol•L-1 NaClO）按1：2的体积比混合，能同时较好处理两种废水，处理后的废水中所含的主要阴离子有SO42-、Cl-．
18．无水AlCl3易升华，可用作有机合成的催化剂等，工业上由铝土矿（主要成分是Al2O3和Fe2O3，还 含有少量的SiO2  ）和石油焦（主要成分是C）为原料制备无水AlCl3：2Al2O3+6Cl2?4AlCl3+3O2
回答以下问题：
（1）Cl-的电子式为．Al在元素周期表最中的位置是第三周期第IIIA族．
（2）生产中加入石油焦，其目的是碳与O2反应，有利于反应正向进行．
（3）加入焦炭后的化学反应可表示为Al2O3+C+Cl2═AlCl3+X↑，设计实验确定气体X的成分：
气体X可能为CO、CO2或两者的混合物，将生成气体依次通过澄清石灰水、灼热的CuO粉末，如溶液变浑浊，则X中存在CO2，如黑色CuO粉末变成红色粉末，则X中存在CO；．
（4）在提纯AlCl3粗产品时，需加入少量铝粉，可使熔点较低的FeCl3转化为熔点较高的FeCl2，从而避免在AlCl3中混入铁的氯化物．该反应的化学方程式为Al+3FeCl3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$AlCl3+3FeCl2．
（5）为测定制得的无水AlCl3产品（含FeCl3杂质）的纯度，称取16.25g无水AlCl3样品，溶于过量的NaOH溶液，过滤出沉淀物，沉淀物经洗涤、灼烧、冷却、称重，残留固体质量为0.32g．
①过程涉及的离子方程式Fe3++3OH-═Fe（OH）3↓、Al3++4OH-═AlO2-+2H2O．
②AlCl3产品的纯度为96%．
（6）以铝土矿为原料可以通过以下途径提纯氧化铝：
过量NaOH溶液过量稀盐酸过量氨水
①写出滤液甲中溶质的化学式NaAlO2、Na2SiO3、NaOH．
②写出滤液乙中加入过量氨水得到Al（OH）3的离子方程式Al3++3NH3•H2O═Al（OH）3↓+3NH4+．
15．下列各组离子在指定的溶液中能大量共存的是（　　）
①无色溶液中：K+、Cu2+、Na+、SO42-
②pH=11的溶液中：K+、Ba2+、Cl-、HCO3-
③能使酚酞试剂变红的溶液中：Cl-、CO32-、NO3-、NH4+
④稀HCl溶液中：Mg2+、Na+、SO42-、S2-
⑤能使石蕊试纸变为红色的溶液：Na+、Cl-、SO32-、Mg2+．
A．①⑤B．③④C．②D．全都不行
16．下列选项中能表示阿伏加德罗常数数值的是（　　）
A．1mol H+含有的电子数
B．标准状况下，22.4L酒精所含的分子数
C．1.6 g CH4 含有的质子数
D．1L 1mol/L的硫酸钠溶液所含的Na+ 数

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