Question

【题目】亚硝酰硫酸［M（NOSO4H）=127g·mol-1］主要用于分散染料重氮反应中取代亚硝酸钠，从而降低成本，提高产品质量。实验室用如图装置（夹持装置略）制备少量NOSO4H，并测定产品的纯度。已知：NOSO4H遇水分解，但溶于浓硫酸而不分解。

（1）装置A制取SO2，则A中反应的化学方程式为___，导管b的作用是___。

（2）SO2与装置B中盛有的浓硫酸和浓硝酸的混合液在维持体系温度不得高于20℃的条件下，反应制得NOSO4H。反应过程中，亚硝酰硫酸和硝酸的物质的量随时间的变化如图所示。反应进行到10min后，反应速度明显加快，其可能的原因是___。

（3）装置C的主要作用是__。

（4）该实验装置存在可能导致NOSO4H产量降低的缺陷是__。

（5）测定亚硝酰硫酸NOSO4H的纯度

准确称取1.500g产品放入250mL的碘量瓶中，加入0.1000mol·L-1、60.00mL的KMnO4标准溶液和10mL25%H2SO4溶液，然后摇匀。用0.2500mol·L-1草酸钠标准溶液滴定，消耗草酸钠溶液的体积为20.00mL。

已知：2KMnO4+5NOSO4H+2H2O=K2SO4+2MnSO4+5HNO3+2H2SO4

2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O

达到滴定终点时的现象为__，亚硝酰硫酸的纯度为__。

Answer 1

【答案】Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2↑ 平衡压强，使分液漏斗中的液体能顺利流下 生成的NOSO4H对该反应有催化作用 吸收尾气中的有毒气体，防止污染环境 C装置中的水蒸气会进入B中使NOSO4H分解 溶液恰好由紫红色变为无色，且半分钟内不恢复 84.7%

【解析】

装置A中利用硫酸和亚硫酸钠反应制取二氧化硫，导管b可以平衡A和分液漏斗上部压强，使分液漏斗中的液体顺利滴下，生成的二氧化硫在装置B中与浓硫酸和浓硝酸的混合液反应制取NOSO4H，浓硝酸会挥发，且易分解产生二氧化氮，同时还有未反应的二氧化硫，装置C可以进行尾气吸收，同时防止倒吸。

(1)实验室一般利用硫酸和亚硫酸钠反应制取二氧化硫，方程式为Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2↑；导管b可以平衡压强，使分液漏斗中的液体能顺利流下；

(2)装置B中二氧化硫与浓硫酸和浓硝酸的混合液反应制取NOSO4H，根据题干信息可知浓硫酸主要是用来溶解反应生成NOSO4H，反应进行到10min后，反应速度明显加快，综合考虑影响反应速率的因素温度(反应过程中维持体系温度不高于20℃)、浓度(反应过程中浓度降低)、催化剂可知，加快的原因应为生成的NOSO4H对该反应有催化作用；

(3)根据分析可知，装置C的作用为吸收尾气中的有毒气体，防止污染环境；

(4)C装置中的水蒸气会进入B中使NOSO4H分解，从而导致产量降低；

(5)滴定终点时草酸根将高锰酸根完全反应，所以溶液会显无色，滴定终点现象为：溶液恰好由紫红色变为无色，且半分钟内不恢复；消耗草酸钠溶液的体积为20.00mL，浓度为0.2500mol·L-1，根据方程式2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O可知，剩余成n(MnO4-)=0.02L×0.2500mol·L-1=0.002mol，所以NOSO4H消耗的n(MnO4-)=0.06L×0.1000mol·L-1-0.002mol=0.004mol，根据方程式2KMnO4+5NOSO4H+2H2O=K2SO4+2MnSO4+5HNO3+2H2SO4可知n(NOSO4H)=0.004mol×=0.01mol，所以样品的纯度为=84.7%。