题目内容

3．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+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）检验C中产物有亚硝酸钠的操作是将生成物置于试管中，加入稀硫酸，若产生无色气体并在液面上方变为红棕色，则D中产物是亚硝酸钠．
（4）经检验C产物中亚硝酸钠含量较少．
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．
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前应增加一步操作，该操作是打开弹簧夹，通入N2一段时间．
（5）实验经改进后可制得较纯亚硝酸钠，下列关于亚硝酸钠的说法正确的是bc．
a．亚硝酸钠有咸味，可代替食盐食用    b．常温下，0.1mol/L亚硝酸钠溶液pH＞1
c.0.1mol/L亚硝酸钠溶液中存在：c（Na+）+c（H+）=c（NO2-）+c（OH-）
d.0.1mol/L亚硝酸钠溶液中存在：c（NO2-）＞c（Na+）＞c（OH-）＞c（H+）

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）依据亚硝酸钠具有氧化性或还原性，选择还原剂或氧化剂发生的反应现象证明产物中是否是亚硝酸钠；
（4）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；
（5）依据亚硝酸钠的性质分析，亚硝酸钠是强碱弱酸盐；
a、亚硝酸钠为白色至淡黄色粉末或颗粒状，味微咸，易溶于水，外观及滋味都与食盐相似，并在工业、建筑业中广为使用，肉类制品中也允许作为发色剂限量使用，由亚硝酸盐引起食物中毒的机率较高；
b、0.1mol/L亚硝酸溶液中亚硝酸存在电离平衡是弱酸；
c、依据溶液中电荷守恒分析判断；
d、依据亚硝酸根离子水解显碱性分析离子浓度大小．

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）检验亚硝酸钠的实验设计为将生成物置于试管中，加入稀硫酸，若产生无色气体并在液面上方变为红棕色，则D中产物是亚硝酸钠．反应的离子方程式是3NO2-+2H+=NO3-+2NO↑+H2O，
或将生成物置于试管中，加入酸性KMnO4溶液，若溶液紫色褪去，则D中产物是亚硝酸钠，反应的离子方程式是5NO2-+2MnO4-+6H+=5NO3-+2Mn2++3H2O，
故答案为：将生成物置于试管中，加入稀硫酸，若产生无色气体并在液面上方变为红棕色，则D中产物是亚硝酸钠；
（4）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；
（5）a、亚硝酸钠为白色至淡黄色粉末或颗粒状，味微咸，易溶于水，外观及滋味都与食盐相似，并在工业、建筑业中广为使用，肉类制品中也允许作为发色剂限量使用，由亚硝酸盐引起食物中毒的机率较高，所以不能用来代替食盐食用，故a错误；
b、0.1mol/L亚硝酸溶液中亚硝酸是弱酸存在电离平衡，所以常温下，0.1mol/L亚硝酸溶液pH＞1，故b正确；
c、依据溶液中电荷守恒分析，.1mol/L亚硝酸钠溶液中存在：c（Na+）+c（H+）=c（NO2-）+c（OH-），故c正确；
d、依据亚硝酸根离子水解显碱性分析离子浓度大小，0.1mol/L亚硝酸钠溶液中存在：c（Na+）＞c（NO2-）＞c（OH-）＞c（H+），故d错误；
故答案为：bc．

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．

练习册系列答案
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13．（Ⅰ）甲醇是一种新型的汽车动力燃料，工业上可通过CO和H2化合来制备甲醇． 某化学研究性学习小组模拟工业合成甲醇的反应（△H＜0），在容积固定为2L的密闭容器内充入1molCO和 2molH2，加入合适催化剂（体积可以忽略不计）后在250°C开始反应，并用压力计监测容器内压强的变化如下：
反应时间/min0510152025
压强/MPa12.610.89.58.78.48.4
（1）从反应开始到20min时，以CO表示的平均反应速率=0.0125mol/（L•min），
（2）该温度下平衡常数K=4（mol/L）-2，，若升高温度则K值减小（填“增大”、“减小”或“不变”）；
（3）下列描述中能说明上述反应已达平衡的是BC；
A．2v （H2）正=v （CH3OH）逆
B．容器内气体的平均摩尔质量保持不变
C．容器中气体的压强保持不变
D．单位时间内生成 n molCO 的同时生成 2n molH2
（Ⅱ）在450℃并有催化剂存在下，于一容积恒定的密闭容器内进行下列反应：

2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）△H=-190kJ•mol-1
（1）该反应500℃时的平衡常数＜450℃时的平衡常数（填“＞”、“＜”或“=”）．
（2）450℃时，在一2L密闭容器中，将二氧化硫和氧化混合，反应过程中SO2、O2、SO3物质的量变化如图，反应处于平衡状态的时间是15～20 min和25～30 min．
（3）据图判断，反应进行至20min时，曲线发生变化的原因是增大O2浓度（通入O2）；（用文字表达），10min到15min的曲线变化的原因可能是AB（填字母）．
A．加了催化剂  B．缩小容器体积   C．降低温度   D．增加SO3物质的量
（4）欲提高SO2的转化率，下列措施可行的是b．（填字母）
a．向装置中再充入N2        b．向装置中再充入O2
c．改变反应的催化剂        d．升高温度．
14．高温焙烧含硫废渣会产生SO2废气，为了回收利用SO2，研究人员研制了利用低品位软锰矿浆（主要成分是MnO2）吸收SO2并制备硫酸猛晶体的生产流程，其流程示意图如下：

已知：浸出液的pH＜2，其中的金属离子主要是Mn2+，还含有少量的Fe2+、Al3+等其他金属离子．
请回答下列问题：
（1）高温焙烧在实验室宜选择的主要仪器是坩埚
（2）26．lg低品位软锰矿吸收了含20.0%SO2的废气2.24L（标况下），则低品位软锰矿浆含MnO2的质量分数为6.67%
（3）二氧化锰除能将SO2氧化外，在图中“氧化”过程还能将Fe2+氧化（填离子符号）
（4）滤渣的主要成分有氢氧化铁、氢氧化铝、硫酸钙
（5）工业生产中为了确定需要向浸出液中加入多少MnO2粉，可准确量取10.00mL浸出液用0.02mol/L酸性KMnO4溶液滴定，判断滴定终点的方法是当滴入最后一滴酸性KMnO4溶液，溶液变紫红色，且半分钟内不褪色，若达滴定终点共消耗10.00mL酸性KMnO4溶液，请计算浸出液中Fe2+浓度是0.1mol/L．
（6）操作a的具体过程蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤．
11．如图是实验室制备氯气并进行一系列相关实验的装置（夹持及加热仪器已略）．

（1）制备氯气选用的药品为固体二氧化锰和浓盐酸，则相关的化学反应方程式为：MnO2+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O装置B中饱和食盐水的作用是除去Cl2中的HCl；同时装置B亦是安全瓶，监测实验进行时C中是否发生堵塞，请写出发生堵塞时B中的现象B中长颈漏斗中液面上升，形成水柱．
（2）装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性，为此C中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ依次放入d．
abcd
I干燥的有色布条干燥的有色布条湿润的有色布条湿润的有色布条
Ⅱ碱石灰硅胶浓硫酸无水氯化钙
Ⅲ湿润的有色布条湿润的有色布条干燥的有色布条干燥的有色布条
18．下列事实不能用电化学理论解释的是（　　）
A．轮船水线以下的船壳上装一定数量的锌块
B．镀锌的铁比镀锡的铁耐用
C．纯锌与稀硫酸反应时，滴入少量硫酸铜溶液后速率加快
D．银制奖牌久置后表面变暗
8．关于硅的下列叙述中，正确的是?（　　）
A．晶体硅与金刚石分子都是正四面体结构
B．硅酸盐都不溶于水?
C．硅与酸、碱都不能发生反应
D．原硅酸和硅酸对应的酸酐都是二氧化硅
15．有A、B两个完全相同的装置，某学生分别在它们的侧管中装入1.06g Na2CO3和0.84gNaHCO3，A、B中分别有10mL相同浓度的盐酸，将两个侧管中的物质同时倒入各自的试管中，下列叙述正确的是（　　）
A．A装置的气球膨胀速度快
B．若最终两气球体积相同，则盐酸的浓度一定大于或等于2 mol/L
C．若最终两气球体积不同，则盐酸的浓度一定小于或等于1 mol/L
D．最终两试管中Na+的物质的量一定相同
12．有A、B、C、D四种一元酸的溶液．实验表明：
（1）物质的量浓度相同的A、C溶液中，分别滴入甲基橙试液后，A溶液呈黄色而C中不变色；
（2）物质的量浓度相同的B、C的钠盐溶液相比较，B的钠盐溶液的pH小于C的钠盐溶液的pH；
（3）A酸和D的钠盐反应生成A的钠盐和D酸．
由此可以确定四种酸的酸性由强到弱的顺序中正确的是（　　）
A．B＞C＞A＞DB．A＞C＞D＞BC．D＞A＞C＞BD．C＞D＞A＞B
13．已知FeCl3溶液与KSCN溶液混合后发生反应FeCl3+3KSCN?Fe（SCN）3+3KCl，达到平衡后，改变条件，则下列说法正确的是（　　）
A．向溶液中加入少许KCl固体，溶液颜色变浅
B．升高温度，平衡一定发生移动
C．加入少许KCl固体或者加入少许FeCl3固体平衡常数均发生变化，且变化方向相反
D．平衡常数表达式为K=$\frac{c[Fe（SCN）_{3}]•{c}^{3}（KCl）}{c（FeC{l}_{3}）•{c}^{3}（KSCN）}$

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