Question

【題目】亞硝酰硫酸(NOSO4H)純品為棱形結(jié)晶，溶于硫酸，遇水易分解，常用于制染料。SO2和濃硝酸在濃硫酸存在時(shí)可制備NOSO4H，反應(yīng)原理為：SO2+HNO3＝SO3+HNO2、SO3+HNO2＝NOSO4H。

(1)亞硝酰硫酸(NOSO4H)的制備。

①打開(kāi)分液漏斗I中的旋塞后發(fā)現(xiàn)液體不下滴，可能的原因是_______。

②按氣流從左到右的順序，上述儀器的連接順序?yàn)?/span>_______ (填儀器接口字母，部分儀器可重復(fù)使用)。

③A中反應(yīng)的方程式為_______。

④B中“冷水”的溫度一般控制在20°C，溫度不易過(guò)高或過(guò)低的原因?yàn)?/span>_______。

(2)亞硝酰硫酸(NOSO4H)純度的測(cè)定。稱取1.500g產(chǎn)品放入250 mL的碘量瓶中，并加入100.00 mL濃度為0.1000 mol·L－1的KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液和10 mL25%的H2SO4，搖勻；用0.5000 mol·L－1 Na2C2O4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，滴定前讀數(shù)1.02 mL，到達(dá)滴定終點(diǎn)時(shí)讀數(shù)為31.02 mL。

已知：

i.__KMnO4＋__NOSO4H＋__＝__K2SO4＋__MnSO4＋__HNO3＋__H2SO4

ii.2KMnO4＋5Na2C2O4＋8H2SO4＝2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O

①完成反應(yīng)i的化學(xué)方程式：_______KMnO4+_______NOSO4H+_______＝_______K2SO4+_______MnSO4+_______HNO3+_______H2SO4

②滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象為_______。

③產(chǎn)品的純度為_______。（保留3位有效數(shù)字）

Answer 1

【答案】分液漏斗上口的塞子未打開(kāi)或漏斗未與大氣相通或漏斗塞子的凹槽未與頸部的通氣孔對(duì)準(zhǔn) a→de→cb→de→f Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2↑或Na2SO3+2H2SO4=2NaHSO4+ SO2↑ 溫度太低，反應(yīng)速率太慢；溫度太高，硝酸易分解，SO2逸出 2 5 2H2O 1 2 5 2 滴入最后一滴Na2C2O4溶液后,溶液由淺紫色變?yōu)闊o(wú)色且半分鐘顏色不恢復(fù) 84.7%

【解析】

（1）①漏斗內(nèi)的液體與大氣相通時(shí)液體才能順利流下；

②亞硝酰硫酸(NOSO4H)遇水易分解，裝置A制取的SO2中含有水蒸氣，必須先干燥再通入B中反應(yīng)制取亞硝酰硫酸(NOSO4H)，同時(shí)又要防止空氣中或其他實(shí)驗(yàn)儀器中的水蒸氣進(jìn)入B中，SO2有毒，未反應(yīng)的剩余SO2不能排放到大氣中，據(jù)此分析；

③硫酸與亞硫酸鈉反應(yīng)生成硫酸鈉（或硫酸氫鈉）和二氧化硫；

④溫度影響反應(yīng)速率，同時(shí)濃硝酸不穩(wěn)定；

（2）①根據(jù)氧化還原反應(yīng)，化合價(jià)升降（電子得失）守恒及物料守恒分析配平；

②在氧化還原滴定操作中，高錳酸鉀自身紫紅色，發(fā)生氧化還原反應(yīng)時(shí)紫色褪去，自身可作滴定操作的指示劑；

③結(jié)合反應(yīng)ii，根據(jù)題給數(shù)據(jù)計(jì)算過(guò)量的KMnO4的量，在結(jié)合反應(yīng)計(jì)算NOSO4H的物質(zhì)的量，進(jìn)而求算產(chǎn)品的純度。

(1)

①分液漏斗上口塞子未打開(kāi)或漏斗未與大氣相通或漏斗塞子的凹槽未與頸部的通氣孔對(duì)準(zhǔn)，均可導(dǎo)致液體不下滴；

答案為分液漏斗上口塞子未打開(kāi)或漏斗未與大氣相通或漏斗塞子的凹槽未與頸部的通氣孔對(duì)準(zhǔn)；

②A裝置的目的為制備SO2氣體，產(chǎn)生的SO2需與HNO3反應(yīng)制備NOSO4H，但NOSO4H易水解，所以SO2需先干燥，且SO2會(huì)污染空氣，制備完成需進(jìn)行尾氣處理，故裝置連接順序?yàn)锳→C→B→C→D，即a→de→cb→de→f；

故答案為a→de→cb→de→f。

③A裝置的目的為制備SO2氣體，方程式為：Na2SO3+H2SO4（濃）=Na2SO4+H2O+SO2↑或Na2SO3+2H2SO4（濃）=2NaHSO4+H2O+SO2↑；

故答案為Na2SO3+H2SO4（濃）=Na2SO4+H2O+SO2↑或Na2SO3+2H2SO4（濃）=2NaHSO4+H2O+SO2↑。

④B中“冷水”的溫度一般控制在20℃，溫度不宜過(guò)高或過(guò)低的原因?yàn)闇囟冗^(guò)高，HNO3易分解，SO2逸出，溫度過(guò)低，反應(yīng)速率太慢；

故答案為溫度過(guò)高，HNO3易分解，SO2逸出，溫度過(guò)低，反應(yīng)速率太慢。

(2)

①根據(jù)氧化還原電子轉(zhuǎn)移配平得方程式2KMnO4+5NOSO4H+2H2O═K2SO4+2MnSO4+5HNO3+2H2SO4，

故答案為2；5；2；H2O；1；2；5；2；

②根據(jù)滴定試劑的加入順序可知滴定終點(diǎn)時(shí)Na2C2O4恰好將KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液反應(yīng)完，則滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象為滴入最后一滴Na2C2O4標(biāo)準(zhǔn)溶液，溶液由淺紫色變?yōu)闊o(wú)色且半分鐘內(nèi)顏色不恢復(fù)；

故答案為最后一滴Na2C2O4標(biāo)準(zhǔn)溶液，溶液由淺紫色變?yōu)闊o(wú)色且半分鐘內(nèi)顏色不恢復(fù)。

③根據(jù)題目數(shù)據(jù)，滴定過(guò)程中Na2C2O4標(biāo)準(zhǔn)溶液的耗量為31.02mL-1.02mL=30mL，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒有關(guān)系式：2KMnO4～5Na2C2O4，則n（KMnO4）= ×30mL×0.5000molL-1×10-3L/mL=0.006mol，則與亞硝酰硫酸（NOSO4H）反應(yīng)的KMnO4有0.1L×0.1000molL-1-0.006mol=0.004mol，由①得關(guān)系式：2KMnO4～5NOSO4H，n（NOSO4H）= ×0.004mol=0.01mol，亞硝酰硫酸（NOSO4H）產(chǎn)品的純度為≈84.7%，

故答案為84.7%。