11.亞硝酸鈉(NaNO2)被稱為工業(yè)鹽,在漂白、電鍍等方面應(yīng)用廣泛.以木炭、濃硝酸、水和過(guò)氧化鈉為原料制備亞硝酸鈉的裝置如圖所示.

已知:室溫下,①2NO+Na2O2═2NaNO2;
②3NaNO2+3HCl═3NaCl+HNO3+2NO↑+H2O;
③酸性條件下,NO或NO2都能與MnO4-反應(yīng)生成NO3-和Mn2+
請(qǐng)按要求回答下列問(wèn)題:
(1)簡(jiǎn)述檢查該裝置氣密性的方法:關(guān)閉彈簧夾和分液漏斗玻璃活塞,D裝置導(dǎo)氣管插入水中,微熱燒瓶若D裝置中導(dǎo)氣管處冒氣泡,定值加熱有一段水柱上升證明氣密性完全好.
(2)檢查完該裝置的氣密性,裝入藥品后,實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前通入一段時(shí)間氣體X,然后關(guān)閉彈簧夾,再滴加濃硝酸,加熱,控制B中導(dǎo)管均勻地產(chǎn)生氣泡.則X的化學(xué)式為N2,作用是趕出裝置中的空氣,避免空氣影響物質(zhì)制備.
(3)A燒瓶中反應(yīng)的化學(xué)方程式為C+4HNO3(濃)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO2↑+4NO2↑+2H2O.
(4)D裝置中反應(yīng)的離子方程式為5NO+3MnO4-+4H+=3Mn2++5NO3-+2H2O.
(5)預(yù)測(cè)C中反應(yīng)開(kāi)始階段,產(chǎn)物除NaNO2外,還含有的副產(chǎn)物有Na2CO3和NaOH.為避免產(chǎn)生這些副產(chǎn)物,應(yīng)在B、C裝置間增加裝置E,則E中盛放的試劑名稱為堿石灰.
(6)利用改進(jìn)后的裝置,將3.12g Na2O2完全轉(zhuǎn)化成為NaNO2,理論上至少需要木炭0.48g.

分析 裝置A中是濃硝酸和碳加熱發(fā)生的反應(yīng),反應(yīng)生成二氧化氮和二氧化碳和水,裝置B中是A裝置生成的二氧化氮和水反應(yīng)生成硝酸和一氧化氮,硝酸和銅反應(yīng)生成硝酸銅,一氧化氮和水;通過(guò)裝置C中的過(guò)氧化鈉吸收一氧化氮、二氧化碳,最后通過(guò)酸性高錳酸鉀溶液除去剩余一氧化氮防止污染空氣;
(1)依據(jù)裝置特征利用裝置中氣體壓強(qiáng)變化和水柱變化分析判斷裝置氣密性;
(2)物質(zhì)制備過(guò)程中為避免裝置中的空氣干擾,需要把裝置中的空氣通入氮?dú)馀艃艉笤龠M(jìn)行反應(yīng),加熱制備亞硝酸鈉;
(3)裝置A中是濃硝酸和碳加熱發(fā)生的反應(yīng),反應(yīng)生成二氧化氮和二氧化碳和水;
(4)除去未反應(yīng)的NO,防止污染空氣,酸性條件下高錳酸鉀氧化一氧化氮為硝酸鹽,本身被還原為錳離子;
(5)因?yàn)橐谎趸谢煊卸趸己退羝趸己瓦^(guò)氧化鈉發(fā)生的反應(yīng)生成碳酸鈉和氧氣,水與過(guò)氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化鈉;為避免產(chǎn)生這些副產(chǎn)物,應(yīng)在B、C裝置間增加裝置E,E中盛放的試劑應(yīng)堿石灰,用來(lái)吸收二氧化碳;
(6)根據(jù)①C+4HNO3(濃)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO2↑+4NO2↑+2H2O,②3NO2+H2O=2HNO3+NO,③3Cu+8HNO3=3Cu(NO32+2NO↑+4H2O,④2NO+Na2O2═2NaNO2,進(jìn)行計(jì)算.

解答 解:(1)連接裝置關(guān)閉彈簧夾和分液漏斗玻璃活塞,D裝置導(dǎo)氣管插入水中,微熱燒瓶若D裝置中導(dǎo)氣管處冒氣泡,定值加熱有一段水柱上升證明氣密性完全好;
故答案為:關(guān)閉彈簧夾和分液漏斗玻璃活塞,D裝置導(dǎo)氣管插入水中,微熱燒瓶若D裝置中導(dǎo)氣管處冒氣泡,定值加熱有一段水柱上升證明氣密性完全好;
(2)為避免裝置中的空氣干擾物質(zhì)制備,需要把裝置中的空氣通入氮?dú)馀艃艉笤龠M(jìn)行反應(yīng),加熱制備亞硝酸鈉,
故答案為:N2,趕出裝置中的空氣,避免空氣影響物質(zhì)制備;
(3)裝置A中是濃硝酸和碳加熱發(fā)生的反應(yīng),反應(yīng)生成二氧化氮和二氧化碳和水,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:C+4HNO3(濃)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO2↑+4NO2↑+2H2O,
故答案為:C+4HNO3(濃)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO2↑+4NO2↑+2H2O;
(4)D裝置中反應(yīng)是除去未反應(yīng)的NO,防止污染空氣,反應(yīng)的離子方程式為:5NO+3MnO4-+4H+=3Mn2++5NO3-+2H2O,
故答案為:5NO+3MnO4-+4H+=3Mn2++5NO3-+2H2O;
(5)因?yàn)橐谎趸谢煊卸趸己退羝,二氧化碳和過(guò)氧化鈉發(fā)生的反應(yīng)生成碳酸鈉和氧氣,水與過(guò)氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化鈉,故C產(chǎn)物中除亞硝酸鈉外還含有副產(chǎn)物碳酸鈉和氫氧化鈉,為避免產(chǎn)生這些副產(chǎn)物,應(yīng)在B、C裝置間增加裝置E,E中盛放的試劑應(yīng)堿石灰,用來(lái)吸收二氧化碳,
故答案為:NaOH;堿石灰;
(6)根據(jù)①C+4HNO3(濃)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO2↑+4NO2↑+2H2O,
②3NO2+H2O=2HNO3+NO;
③3Cu+8HNO3=3Cu(NO32+2NO↑+4H2O
④2NO+Na2O2═2NaNO2,
則有C~4NO2~$\frac{4}{3}$NO
4NO2~$\frac{8}{3}$HNO3~$\frac{2}{3}$NO

C~($\frac{4}{3}$+$\frac{2}{3}$)=2NO~Na2O2~2NaNO2,
所以3.12g過(guò)氧化鈉完全轉(zhuǎn)化成為亞硝酸鈉,理論上至少需要木炭的質(zhì)量為$\frac{3.12g}{78g/mol}$×12g/mol=0.48g,
故答案為:0.48.

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)制備的實(shí)驗(yàn)過(guò)程分析判斷,制備原理和實(shí)驗(yàn)基本操作是解題關(guān)鍵,題目難度中等.

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相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

1.實(shí)驗(yàn)室里需要純凈的NaCl溶液,但手邊只有混有Na2SO4、NH4HCO3的NaCl.某學(xué)生設(shè)計(jì)了如圖所示方案提取純凈的NaCl溶液.(已知:NH4HCO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH3↑+CO2↑+H2O)

如果此方案正確,那么:
(1)操作②為什么不用硝酸鋇溶液,其理由是引入硝酸根雜質(zhì)離子.
(2)進(jìn)行操作②后,如何判斷SO${\;}_{4}^{2-}$已除盡,方法是取少量上層澄清溶液,再滴加BaCl2溶液,如無(wú)沉淀出現(xiàn)則說(shuō)明SO42-已除盡,反之則有.
(3)操作③的目的是除去過(guò)量的Ba2+,為什么不先過(guò)濾后加碳酸鈉溶液?理由是減少一次過(guò)濾操作.
(4)操作④的目的是除去濾液中多余的氯化氫.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

2.銅及其化合物在工業(yè)上有許多用途.回答下列問(wèn)題:
(1)某工廠以輝銅礦(主要成分為Cu2S,含少量Fe2O3、SiO2等雜質(zhì))為原料制備不溶于水的堿式碳酸銅的流程如圖1:

①浸取反應(yīng)中氧化劑的化學(xué)式為MnO2;濾渣Ⅰ的成分為MnO2、S和SiO2(寫化學(xué)式)
②“除鐵”這一步反應(yīng)在25℃進(jìn)行,加入試劑A調(diào)節(jié)溶液PH為4后,溶液中銅離子最大濃度不超過(guò)2.2 mol/L.(已知Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20
③“沉錳”(除Mn2+)過(guò)程中反應(yīng)的離子方程式Mn2++HCO3-+NH3•H2O=MnCO3↓+NH4++H2O.
④濾液Ⅱ經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶得到的鹽主要是(NH42SO4 (寫化學(xué)式).
(2)某實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)用電化學(xué)原理模擬濕法煉銅,進(jìn)行了一系列探究活動(dòng).
①如圖2為某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)的原電池裝置,鹽橋內(nèi)裝載的是足量用飽和氯化鉀溶液浸泡的瓊脂,反應(yīng)前,電極質(zhì)量相等,一段時(shí)間后,兩電極質(zhì)量相差6.00g,則導(dǎo)線中通過(guò)了0.1mol電子,若不考慮甲、乙兩池電解質(zhì)溶液中的離子向鹽橋中移動(dòng),則甲、乙兩池電解質(zhì)溶液的總質(zhì)量與實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前的電解質(zhì)溶液的總質(zhì)量相差0.4g

②其他條件不變,若將鹽橋換成光亮的U形彎銅絲浸入甲池與乙池,如圖3所示,電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向與先前一樣,但偏轉(zhuǎn)角度明顯減。欢螘r(shí)間后,乙池石墨棒浸入液面以下部分也析出了一層紫紅色固體,則甲池銅絲附近溶液的pH增大(填“減小”、“增大”或“不變”),乙池中石墨為陰極(填“正”、“負(fù)”、“陰”或“陽(yáng)”)

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

19.往有機(jī)聚合物中添加阻燃劑,可增加聚合物的使用安全性,擴(kuò)大其應(yīng)用范圍.Mg(OH)2是一種常用的阻燃劑,生產(chǎn)工藝如圖:

完成下列填空:
(1)精制鹵水中MgCl2的與適量石灰乳反應(yīng)合成堿式氯化鎂[Mg(OH)2-xClx•mH2O],反應(yīng)的化學(xué)方程式為2MgCl2+(2-x)Ca(OH)2+2mH2O=2[Mg(OH)2-xClx•mH2O]+(2-x)CaCl2
(2)合成反應(yīng)后,繼續(xù)在393K~523K下水熱處理8h,發(fā)生反應(yīng):
Mg(OH)2-xClx•mH2O→(1$\frac{x}{2}$) Mg(OH)2+$\frac{x}{2}$MgCl2+mH2O
水熱處理后,進(jìn)行過(guò)濾、水洗.水洗的目的是除去附著在Mg(OH)2表面的可溶性物質(zhì)MgCl2、CaCl2、Ca(OH)2等.
(3)阻燃型 Mg(OH)2具有晶粒大,易分散、與高分子材料相容性好等特點(diǎn).上述工藝流程中與此有關(guān)的步驟是水熱處理、表面處理.
(4)已知熱化學(xué)方程式:Mg(OH)2(s)═MgO(s)+H2O(g)△H=+81.5kJ•mol-1
Al(OH)3(s)═$\frac{1}{2}$Al2O3(s)+$\frac{3}{2}$H2O(g)△H=+87.7kJ•mol-1
Mg(OH)2和Al(OH)3起阻燃作用的主要原因是Mg(OH)2和Al(OH)3受熱分解時(shí)吸收大量的熱,使環(huán)境溫度下降;同時(shí)生成的耐高溫、穩(wěn)定性好的MgO、Al2O3覆蓋在可燃物表面,阻燃效果更佳.
等質(zhì)量 Mg(OH)2和Al(OH)3 相比,阻燃效果較好的是Mg(OH)2,原因是Mg(OH)2的吸熱效率為$\frac{81.5KJ/mol}{58g/mol}$=1.41kJ•g-1,Al(OH)3的吸熱效率為$\frac{87.7KJ/mol}{78g/mol}$=1.12kJ•g-1,等質(zhì)量的Mg(OH)2比Al(OH)3吸熱多.
(5)該工業(yè)生產(chǎn)的原料還可以用來(lái)提取金屬鎂.請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)提取金屬鎂的工藝流程(框內(nèi)寫產(chǎn)物名稱,箭頭上標(biāo)明轉(zhuǎn)化條件):

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

6.已知:①1mo1H2分子中化學(xué)鍵斷裂時(shí)需要吸收436kj的能量②1 mol Cl2分子中化學(xué)鍵斷裂時(shí)需要吸收243 kJ的能量③由H原子和Cl原子形成1 mol HCl分子時(shí)釋放431 kJ的能量.下敘述正確的是( 。
A.反應(yīng)物總能量為679kj
B.生成物總能量為431kj
C.氫氣和氯氣反應(yīng)生成2mol氯化氫氣體,反應(yīng)放出183kJ能量
D.氫氣和氯氣反應(yīng)生成2mol氯化氫氣體,反應(yīng)吸收183kJ能量

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

16.現(xiàn)有鹽酸和CaCl2的混合溶液,向其中逐滴加入過(guò)量某物質(zhì)X,溶液的pH隨滴入X的量的變化關(guān)系如圖所示.則X是( 。
A.B.澄清石灰水C.純堿溶液D.稀鹽酸

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

3.過(guò)氧化鈣較穩(wěn)定,不溶于乙醇,微溶于水,溶于酸,可作分析試劑、醫(yī)用防腐劑、消毒劑.以下是一種制備過(guò)氧化鈣的實(shí)驗(yàn)方法.

回答下列問(wèn)題:
(1)大理石經(jīng)過(guò)溶解、沉淀、過(guò)濾、在沉淀、再過(guò)濾,得到CaCO3,其目的是除去雜質(zhì),得到純凈的碳酸鈣(或提純碳酸鈣);過(guò)濾需要用到的玻璃儀器主要有漏斗、燒杯和玻璃棒.
(2)反應(yīng)①的具體操作作為逐滴加入稀鹽酸,至溶液中尚存有少量固體.將溶液煮沸,趁熱過(guò)濾.將溶液煮沸的作用是除去溶液中溶解的CO2
(3)反應(yīng)②的化學(xué)方程式為CaCl2+H2O2+2NH3•H2O+6H2O═CaO2•8H2O↓+2NH4Cl或CaCl2+2NH3•H2O+H2O2=CaO2+2NH4Cl+2H2O,該反應(yīng)需要在冰浴下進(jìn)行,原因是溫度過(guò)高時(shí)過(guò)氧化氫分解.
(4)白色晶體水洗時(shí),判斷是否洗凈的方法是取少量末次水洗液于試管中,滴加稀硝酸酸化后再滴加AgNO3 溶液;使用乙醉洗滌的目的是去除晶體表面的水分.
(5)制備過(guò)氧化鈣的另一種方法是:將石灰石鍛燒后.直接加人雙氧水反應(yīng),過(guò)濾后可得到過(guò)氧化鈣產(chǎn)品.該法的優(yōu)點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)單.所得產(chǎn)品的缺點(diǎn)是純度較低.
(6)CaO2•8H2O加熱脫水的過(guò)程中,需不斷通入氧氣.目的是抑制過(guò)氧化鈣分解.若通入的氧氣中混有二氧化碳,其后果是二氧化碳與過(guò)氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣;已知CaO2在350℃迅速分解生成CaO和O2.圖是實(shí)驗(yàn)室測(cè)定產(chǎn)品中CaO2含量的裝置(夾持裝置省略).

若所取產(chǎn)品質(zhì)量為ag,測(cè)得生成氣體的體積為VmL(已換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況),則產(chǎn)品中CaO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{9V}{1400a}$×100%(用含a、V的式子表示).

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

20.在兩個(gè)密閉容器中,分別充有質(zhì)量相同的甲、乙兩種氣體,若兩容器的溫度和壓強(qiáng)均相同,且甲的密度大于乙的密度,則下列說(shuō)法正確的是(  )
A.甲的分子數(shù)比乙的分子數(shù)多
B.甲的物質(zhì)的量比乙的物質(zhì)的量小
C.氣體摩爾體積:甲<乙
D.甲的相對(duì)分子質(zhì)量比乙的相對(duì)分子質(zhì)量小

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

1.7.8g Na2O2與足量水反應(yīng)時(shí)轉(zhuǎn)移電子的個(gè)數(shù)是多少?

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