Question

【題目】亞硝酰硫酸（NOSO4H）主要用于染料、醫藥等工業。實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。反應過程中，亞硝酰硫酸的物質的量和硝酸的物質的量隨時間的變化如圖所示。

（1）①實驗室制備NOSO4H的化學反應方程式為___。

②反應進行到10min后，反應速度明顯加快，其可能的原因是___。

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

（2）為了測定亞硝酰硫酸的純度，進行如下實驗：。

準確稱取1.200g產品放入錐形瓶中，加入50.00mL0.1000mol·L-1的KMnO4標準溶液和足量稀H2SO4，搖勻，使其充分反應。再將反應后溶液加熱至60~70℃（使生成的HNO3揮發逸出），冷卻至室溫，用0.2500mol·L-1Na2C2O4標準溶液滴定至終點，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+。

根據以上實驗數據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對該反應有催化作用 硝酸會揮發和分解 90.00%

【解析】

（1）設NOSO4H中N的化合價為x，根據化合價代數和為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，發生的是氧化還原反應，氧化劑與還原劑物質的量之比=1：1；

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

（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元素的物質的量之比=1:1，所以反應的方程式為：HNO3+SO2NOSO4H，故答案為：HNO3+SO2NOSO4H；

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

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

（2）一部分KMnO4標準溶液和NOSO4H反應，剩余的KMnO4標準溶液用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，根據得失電子守恒，氧化劑和還原劑的物質的量之比=2:5，所以，解得：和Na2C2O4反應的KMnO4的物質的量n1=1.6×10-3mol，KMnO4總的物質的量=50.00×10-3L×0.1000mol·L-1=5×10-3mol，所以和NOSO4H反應的KMnO4的物質的量=5×10-3mol-1.6×10-3mol=3.4×10-3mol，所以，解得NOSO4H的質量m=1.0795g，所以樣品中NOSO4H的純度=≈90.00%，故答案為：90.00%。