Question

【题目】亚硝酸钠（NaNO2）外观酷似食盐且有咸味，是一种常用的发色剂和防腐剂，但使用过量会使人中毒。某学习小组针对亚硝酸钠设计了如下实验：

【实验Ⅰ】制取NaNO2

该小组先查阅资料知：①2NO+Na2O2 →2NaNO2；2NO2+Na2O2 →2NaNO3；②NO能被酸性高锰酸钾氧化为NO3－，然后设计制取装置如下图（夹持装置略去）：

（1）装置A中用于盛放稀HNO3溶液的仪器名称为________；写出装置A中发生主要反应的离子方程式：__________。

（2）装置D的作用是____________；

（3）如果没有B装置，C中发生的副反应的化学方程式①_______ 、②______。

（4）甲同学检查完装置气密性良好后进行实验，发现制得的NaNO2中混有较多的NaNO3杂质。下列哪种方案可以提高NaNO2纯度________。

A.将B中的药品换为碱石灰 B.将稀硝酸换为浓硝酸

C.实验开始前通一段时间CO2 D.在A、B之间增加盛有水的洗气瓶

【实验Ⅱ】测定NaNO2样品中NaNO3的含量

步骤：（1）配置KMnO4标准溶液并酸化，酸化KMnO4的酸应选择________（填化学式）

（2）已知在酸性溶液中，NO2-可将MnO4-还原为Mn2+。为测定亚硝酸钠的含量，称取4.000 g样品溶于水配成250 mL溶液，取25.00 mL溶液于锥形瓶中，用0.1000 mol·L-1酸性KMnO4溶液进行滴定，消耗KMnO4 20.00mL，酸性KMnO4的作用是______和_______，计算所得固体中亚硝酸钠的质量分数__________。（结果保留一位小数）

【扩展实验Ⅲ】该学习小组为再了解氧族元素的一些典型化合物的性质，进行了如下实验探究。

经查知:硫酸铜受热分解生成氧化铜和气体,受热温度不同,该气体成分也不同。气体成分 可能是SO2、SO3和O2中的一种、两种或三种。他们通过设计一探究性实验，测定反应产生的SO2、SO3和O2的物质的量，并经计算确定各物质的化学计量数，从而确定CuSO4分解的化学方程式。实验用到的仪器如图所示:

（1）提出猜想

①所得气体的成分可能只含________一种;

②所得气体的成分可能含有________两种;

③所得气体的成分可能含有SO2、SO3和O2三种。

（2）实验探究

实验操作过程(略)。已知实验结束时，硫酸铜完全分解。

请回答下列问题：

①请你组装探究实验的装置，按从左至右的方向，则仪器接口的连接顺序为______ (填序号)。

②由于加热时的温度不同，实验结束后测得相关数据也不同。数据如下：

实验	称取CuSO4的质量/g	仪器C 增加的质量/g	量筒中水的体积折算成标准状况下气体的体积/mL
第一组	6.4	2.88	224
第二组	6.4	2.56	448

请通过计算，推断出第一组和第二组的实验条件下CuSO4分解反应的化学方程式：

第一组_________________； 第二组_________________。

Answer 1

【答案】 分液漏斗 3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++4H2O+2NO 吸收过量余的NO 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ 2NO+O2=2NO2 AD H2SO4 氧化剂 指示剂 86.3% SO3 SO2、O2 ①③④⑥⑤② 4CuSO42SO3↑+2SO2↑+O2↑+4CuO 2CuSO42SO2↑+O2↑+2CuO

【解析】【实验I】(1)根据图示，装置A中用于盛放稀HNO3溶液的仪器是分液漏斗；装置A中稀硝酸与铜反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，反应的离子方程式为3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++4H2O+2NO，故答案为：分液漏斗；3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++4H2O+2NO；

(2)高锰酸钾具有氧化性，能将一氧化氮氧化，反应的实质是：5NO+3MnO4-+4H+=5NO3-+3Mn2++2H2O，装置D可将剩余的NO氧化成NO3-，吸收多余的NO，故答案为：吸收多余的NO；

(3)如果没有B装置，C中发生的副反应有，金属铜和稀硝酸制得的一氧化氮中含有水，水会和过氧化钠发生反应产生氧气，2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑，生成的氧气极易把一氧化氮氧化为二氧化氮，即2NO+O2=NO2，故答案为：2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑、2NO+O2=NO2；

(4)由于获得一氧化氮所用的硝酸具有挥发性，且获得NO的过程中会产生其他氮氧化物。因此提高NaNO2纯度需要除去硝酸气体和其他氮氧化物。A.将B中的药品换为碱石灰可以吸收硝酸气体和氮氧化物，正确；B.将稀硝酸换为浓硝酸，硝酸的挥发性增强，不能除去硝酸气体，错误；C.实验开始前通一段时间CO2不能除去硝酸气体和氮氧化物，错误；D.在A、B之间增加盛有水的洗气瓶可以吸收硝酸气体和氮氧化物，正确；故选AD；

【实验Ⅱ】(1)高锰酸钾具有强氧化性，配置KMnO4标准溶液并酸化，酸化的酸应选择稀硫酸，故答案为：H2SO4；

(2)NO2-可将MnO4-还原为Mn2+，体现了高锰酸钾的强氧化性，滴定终点的现象为滴入最后一滴高锰酸钾溶液，溶液变成紫红色；消耗标准液的体积为20.00mL，25mL样品消耗高锰酸钾的物质的量为0.1000mol/L×0.02L=0.002mol，则250mL样品溶液会消耗高锰酸钾的物质的量为0.002mol×=0.02mol，根据化合价变化可得反应关系式：2MnO4-～5NO2-，则4.000g样品中含有亚硝酸钠的物质的量为0.02mol×=0.05mol，质量为69g/mol×0.05mol=3.45g，所以反应后的固体中亚硝酸钠的质量分数为： ×100%=86.3%，故答案为：氧化剂；指示剂；86.3%；

【扩展实验Ⅲ】(1)根据硫酸铜分解可能发生两种情况2CuSO42CuO+2SO2↑+O2↑或CuSO4CuO+SO3↑或者两个反应同时发生，故答案为：①SO3 ；②SO2、O2；

(2)①气体的制备和收集按照发生装置→除杂装置→干燥气体→气体吸收装置→排水→测量装置来安装实验仪器，按从左至右的方向，先通过硫酸铜分解生成气体，通过碱石灰吸收二氧化硫和三氧化硫，最后利用排水量气法测定氧气的体积，各仪器接口连接顺序为：①③④⑥⑤②；故答案为：①③④⑥⑤②；

②第一组：设6.4g硫酸铜分解生成的SO3和SO2的物质的量分别为x、y，则有80g/molx+64g/moly=2.88g，x+y=，解得x=0.02mol，y=0.02mol，又n(O2)= =0.01mol，所以SO3、SO2、O2三者的物质的量之比为2：2：1，反应的方程式：4CuSO42SO3+2SO2+O2+4CuO；同理，第二组：设6.4g硫酸铜分解生成的SO3和SO2的物质的量分别为x、y，则有80g/molx+64g/moly=2.56g，x+y=，解得x=0，y=0.04mol，又n(O2)= =0.02mol，所以SO2、O2二者的物质的量之比为2：1，反应的方程式：2CuSO42CuO+2SO2↑+O2↑，故答案为：4CuSO42SO3↑+2SO2↑+O2↑+4CuO；2CuSO42CuO+2SO2↑+O2↑。