Question

【題目】亞硝酰硫酸（NOSO4H）主要用于染料、醫(yī)藥等工業(yè)。實(shí)驗室制備亞硝酰硫酸的方法如下：將SO2通入盛有濃硫酸和濃硝酸的混合液中，維持體系溫度略低于20℃，攪拌，使其充分反應(yīng)。反應(yīng)過程中，亞硝酰硫酸的物質(zhì)的量和硝酸的物質(zhì)的量隨時間的變化如圖所示。

（1）①實(shí)驗室制備NOSO4H的化學(xué)反應(yīng)方程式為___。

②反應(yīng)進(jìn)行到10min后，反應(yīng)速度明顯加快，其可能的原因是___。

③反應(yīng)過程中，硝酸減少的物質(zhì)的量大于NOSO4H生成的物質(zhì)的量的可能原因是___

（2）為了測定亞硝酰硫酸的純度，進(jìn)行如下實(shí)驗：。

準(zhǔn)確稱取1.200g產(chǎn)品放入錐形瓶中，加入50.00mL0.1000mol·L-1的KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液和足量稀H2SO4，搖勻，使其充分反應(yīng)。再將反應(yīng)后溶液加熱至60~70℃（使生成的HNO3揮發(fā)逸出），冷卻至室溫，用0.2500mol·L-1Na2C2O4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)，消耗Na2C2O4溶液的體積為16.00mL。

已知：2KMnO4+5NOSO4H+2H2O=K2SO4+2MnSO4+5HNO3+2H2SO4；KMnO4在酸性條件下被還原為Mn2+。

根據(jù)以上實(shí)驗數(shù)據(jù)計算亞硝酰硫酸的純度。（寫出計算過程）___

Answer 1

【答案】HNO3+SO2NOSO4H 生成的NOSO4H對該反應(yīng)有催化作用 硝酸會揮發(fā)和分解 90.00%

【解析】

（1）設(shè)NOSO4H中N的化合價為x，根據(jù)化合價代數(shù)和為0有：x+(+6)×1+(-2)×5+(+1) ×1=0，解得：x=+3，N元素化合價從+5降低到+3，必有S元素化合價從+4升高到+6，發(fā)生的是氧化還原反應(yīng)，氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比=1：1；

（2）50.00mL0.1000mol·L-1的KMnO4與16.00mL 0.2500mol·L-1Na2C2O4反應(yīng)之后剩余的KMnO4再與NOSO4H反應(yīng)。

（1）①N元素化合價從+5降低到+3，必有S元素化合價從+4升高到+6，N元素和S元素的物質(zhì)的量之比=1:1，所以反應(yīng)的方程式為：HNO3+SO2NOSO4H，故答案為：HNO3+SO2NOSO4H；

②反應(yīng)前十分鐘沒有加快，不是溫度，十分鐘后明顯加快，說明生成的物質(zhì)對反應(yīng)有催化作用，故答案為：生成的NOSO4H對該反應(yīng)有催化作用；

③從反應(yīng)的方程式看：參加反應(yīng)的硝酸和生成的NOSO4H比例為1:1，消耗的硝酸多，可能是有一部分揮發(fā)和分解了，故答案為：硝酸會揮發(fā)和分解；

（2）一部分KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液和NOSO4H反應(yīng)，剩余的KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液用Na2C2O4反滴定，KMnO4和Na2C2O4，KMnO4中Mn元素化合價從+7降低到+2，降低5，作氧化劑，Na2C2O4中C元素化合價從+3升高到+4升高了1，2個C升高了2，作還原劑，根據(jù)得失電子守恒，氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比=2:5，所以，解得：和Na2C2O4反應(yīng)的KMnO4的物質(zhì)的量n1=1.6×10-3mol，KMnO4總的物質(zhì)的量=50.00×10-3L×0.1000mol·L-1=5×10-3mol，所以和NOSO4H反應(yīng)的KMnO4的物質(zhì)的量=5×10-3mol-1.6×10-3mol=3.4×10-3mol，所以，解得NOSO4H的質(zhì)量m=1.0795g，所以樣品中NOSO4H的純度=≈90.00%，故答案為：90.00%。