Question

【題目】亞硝酰硫酸(NOSO4H)主要用于染料、醫(yī)藥等工業(yè)。實(shí)驗(yàn)室用如下圖裝置(夾持裝置略)制備少量NOSO4H，并測(cè)定產(chǎn)品的純度。

已知：NOSO4H 遇水分解，但溶于濃硫酸而不分解。

(1)裝置A 利用 Na2SO3 和硫酸制取 SO2

①A 中反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________________；

②導(dǎo)管 b 的作用是_____________________；

(2)裝置C 的主要作用是 (用離子方程式表示)_____________________；

(3)該實(shí)驗(yàn)裝置存在可能導(dǎo)致 NOSO4H 產(chǎn)量降低的缺陷是___________________________；

(4)測(cè)定亞硝酰硫酸NOSO4H 的純度：準(zhǔn)確稱取 1.380g 產(chǎn)品放入 250mL 的碘量瓶中，加入 0.1000mol·L-1、60.00mL 的 KMnO4 溶液和10mL25%H2SO4 溶液，搖勻。然后將 0.2500mol·L-1 草酸鈉(Na2C2O4)溶液滴入碘量瓶中，消耗草酸鈉溶液的體積為 20.00mL。

已知：2KMnO4+5NOSO4H+2H2O=K2SO4+2MnSO4+5HNO3+2H2SO4

①配平：_______+ ______+_______=_____________Mn2++____CO2↑+ _______H2O

②亞硝酰硫酸的純度=__________(精確到 0.1%)(寫出計(jì)算過(guò)程)

Answer 1

【答案】Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2↑ 平衡壓強(qiáng)使分液漏斗內(nèi)液體順利流下 SO2+2OH-=+H2O C 中水會(huì)進(jìn)入B 中導(dǎo)致NOSO4H 分解 2 5 16H+ 2 10 8 92.0%

【解析】

根據(jù)裝置A是制取SO2的，寫出化學(xué)方程式；根據(jù)導(dǎo)管b的連接方式知道錐形瓶和分液漏斗的壓強(qiáng)相等；根據(jù)SO2是有毒的氣體，尾氣要處理；根據(jù)題目中NOSO4H 遇水分解，由這個(gè)信息可判斷缺少吸水裝置；根據(jù)C2O42-的量算出與之反應(yīng)的KMnO4的量，由KMnO4量求出NOSO4H量，進(jìn)而求算產(chǎn)品的純度。

(1)①裝置A是利用亞硫酸鈉和濃硫酸反應(yīng)制取SO2，反應(yīng)的化學(xué)方程式：Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O；答案為Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O。

②導(dǎo)管b的作用是：平衡壓強(qiáng)使分液漏斗中的液體順利流下；答案為平衡壓強(qiáng)使分液漏斗中的液體順利流下。

(2)裝置C的主要作用是利用氫氧化鈉溶液吸收二氧化硫防止污染空氣，反應(yīng)的離子方程式：SO2+2OH-=SO32-+H2O；答案為：SO2+2OH-=SO32-+H2O。

(3)該實(shí)驗(yàn)裝置存在可能導(dǎo)致NOSO4H產(chǎn)量降低的缺陷是：C裝置中的水蒸氣會(huì)進(jìn)入裝置B中使NOSO4H水解，應(yīng)在BC間增加一個(gè)裝有濃硫酸的洗氣瓶；答案為C裝置中的水蒸氣會(huì)進(jìn)入裝置B中使NOSO4H水解。

(4)①酸溶液中高錳酸鉀和草酸鈉發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成二氧化碳，錳元素化合價(jià)+7價(jià)降低到+2價(jià)，電子轉(zhuǎn)移5e-，碳元素化合價(jià)+3價(jià)變化為+4價(jià)，電子轉(zhuǎn)移e-，電子守恒、原子守恒、電荷守恒配平得到離子方程式：2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O，答案為2，5，16H+，2，10，8。

②設(shè)MnO4-與C2O42-反應(yīng)的物質(zhì)的量為n1mol，

2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O

n1=0.002mol，

則與NOSO4H反應(yīng)的高錳酸鉀物質(zhì)的量=0.1000molL-1×0.0600L-0.002mol=0.004mol，

設(shè)亞硝酰硫酸物質(zhì)的量為n2mol，

2KMnO4+5NOSO4H+2H2O=K2SO4+2MnSO4+5HNO3+2H2SO4，

n2=0.01mol，

亞硝酰硫酸的純度= ×100%=92.0%，

故答案為：92.0%。