亚***(NaNO2)被称为工业盐,在漂白、电镀等方面应用广泛.以木炭、浓**、水和铜为原料制备亚***的装置...
问题详情:
亚***(NaNO2)被称为工业盐,在漂白、电镀等方面应用广泛.以木炭、浓**、水和铜为原料制备亚***的装置如图所示.
已知:室温下,①2NO+Na2O2═2NaNO2;②3NaNO2+3HCl═3NaCl+HNO3+2NO↑+H2O;
③**条件下,NO或NO2﹣都能与MnO4﹣反应生成NO3﹣和Mn2+
请按要求回答下列问题:
(1)检查完该装置的气密*,装入*品后,实验开始前通入一段时间气体Ar,然后关闭*簧夹,然后关闭*簧夹,再滴加浓**,加热控制B中导管均匀地产生气泡.上述*作的作用是 .
(2)B中观察到的主要现象是 .
(3)A装置中反应的化学方程式为
(4)D装置中反应的离子方程式为 .
(5)预测C中反应开始阶段,固体产物除NaNO2外,还含有的副产物有Na2CO3和 .为避免产生这些副产物,应在B、C装置间增加装置E,则E中盛放的试剂名称为 .
(6)利用改进后的装置,将3.12gNa2O2完全转化成为NaNO2,理论上至少需要木炭 g.
【回答】
【考点】制备实验方案的设计.
【专题】制备实验综合.
【分析】装置A中是浓**和碳加热发生的反应,反应生成二氧化氮和二氧化碳和水,装置B中是A装置生成的二氧化氮和水反应生成**和一氧化氮,**和铜反应生成**铜,一氧化氮和水;通过装置C中的过氧化*吸收一氧化氮、二氧化碳,最后通过**高锰*钾溶液除去剩余一氧化氮防止污染空气,
(1)物质制备过程中为避免装置中的空气干扰,需要把装置中的空气通入Ar气排净;
(2)装置B中是A装置生成的二氧化氮和水反应生成**和一氧化氮,**和铜反应生成**铜,一氧化氮和水,据此判断反应现象;
(3)装置A中是浓**和碳加热发生的反应,反应生成二氧化氮和二氧化碳和水;
(4)除去未反应的NO,防止污染空气,**条件下高锰*钾氧化一氧化氮为**盐,本身被还原为锰离子;
(5)因为一氧化氮中混有二氧化碳和水蒸汽,二氧化碳和过氧化*发生的反应生成碳**和氧气,水与过氧化*反应生成*氧化*;为避免产生这些副产物,应在B、C装置间增加装置E,E中盛放的试剂应碱石灰,用来吸收二氧化碳;
(6)根据①C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O,②3NO2+H2O=2HNO3+NO,③3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,④2NO+Na2O2═2NaNO2,进行计算.
【解答】解:装置A中是浓**和碳加热发生的反应,反应生成二氧化氮和二氧化碳和水,装置B中是A装置生成的二氧化氮和水反应生成**和一氧化氮,**和铜反应生成**铜,一氧化氮和水;通过装置C中的过氧化*吸收一氧化氮、二氧化碳,最后通过**高锰*钾溶液除去剩余一氧化氮防止污染空气,
(1)为避免生成的NO被空气中O2氧化,需要把装置中的空气通入Ar气排净后再进行反应,然后加热制备亚***,
故*为:排尽空气,防止生成的NO被空气中O2氧化;
(2)装置B中二氧化氮与水反应生成**,**与铜反应生成**铜、NO气体和水,则B中现象为:红棕*气体消失,铜片溶解,溶液变蓝,导管口有无*气泡冒出,
故*为:红棕*气体消失,铜片溶解,溶液变蓝,导管口有无*气泡冒出;
(3)装置A中是浓**和碳加热发生的反应,反应生成二氧化氮和二氧化碳和水,反应的化学方程式为:C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O,
故*为:C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O;
(4)D装置中反应是除去未反应的NO,防止污染空气,反应的离子方程式为:5NO+3MnO4﹣+4H+=3Mn2++5NO3﹣+2H2O,
故*为:5NO+3MnO4﹣+4H+=3Mn2++5NO3﹣+2H2O;
(5)因为一氧化氮中混有二氧化碳和水蒸汽,二氧化碳和过氧化*发生的反应生成碳**和氧气,水与过氧化*反应生成*氧化*,故C产物中除亚***外还含有副产物碳**和*氧化*,为避免产生这些副产物,应在B、C装置间增加装置E,E中盛放的试剂应碱石灰,用来吸收二氧化碳,
故*为:NaOH;碱石灰;
(6)根据①C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O,
②3NO2+H2O=2HNO3+NO;
③3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
④2NO+Na2O2═2NaNO2,
则有C~4NO2~NO
4NO2~HNO3~NO
C~(+)=2NO~Na2O2~2NaNO2,
所以3.12g过氧化*完全转化成为亚***,理论上至少需要木炭的质量为:×12g/mol=0.48g,
故*为:0.48.
【点评】本题考查制备方案的设计,题目难度中等,明确实验目的、制备原理为解答关键,注意掌握化学实验基本*作方法,明确关系式法在化学计算中的应用,试题培养了学生的分析能力及化学实验、化学计算能力.
知识点:物质的分离 提纯和检验
题型:实验,探究题
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