Question

【題目】I. 為比較Cl2、Fe3+、SO2的氧化性，用下圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其過程如下：

①.打開彈簧夾K1～K4，通入一段時(shí)間N2，再將T型導(dǎo)管插入B中，繼續(xù)通入N2，然后關(guān)閉K1、K3、K4。

②.打開活塞a，滴加一定量的濃鹽酸，給A加熱。

③.當(dāng)B中的溶液變黃時(shí)，停止加熱，夾緊彈簧夾K2。

④.打開活塞b，使約2mL的溶液流入D試管中，檢驗(yàn)其中的離子。

⑤.打開彈簧夾K3、活塞c，加入70%的硫酸，一段時(shí)間后夾緊彈簧夾K3。

⑥.更新試管D，重復(fù)過程④，檢驗(yàn)B溶液中的離子。

（1）棉花中浸潤的溶液為__________。

（2）當(dāng)A中足量固體加入36.5%密度為1.2g/mL鹽酸100mL時(shí)，其反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為______。

（3）過程⑥中檢驗(yàn)B溶液中是否含有硫酸根離子的操作是___________。

（4）甲、乙、丙三位同學(xué)分別完成了上述實(shí)驗(yàn)，他們的檢測(cè)結(jié)果一定能夠證明氧化性的是____同學(xué)，其氧化性順序?yàn)?/span>____________。

	過程④ B溶液中含有的離子	過程⑥ B溶液 中含有的離子
甲	有Fe3+無Fe2+	有SO42－
乙	既有Fe3+又有Fe2+	有SO42－
丙	有Fe3+無Fe2+	有Fe2+

II. NaNO2是重要的防腐劑，+3價(jià)的氮易發(fā)生氧化反應(yīng)且在酸性環(huán)境中不穩(wěn)定。其5mol/L水溶液pH為9。某化學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)如下圖所示裝置制備亞硝酸鈉。其操作是①關(guān)閉彈簧夾，打開A中分液漏斗活塞，滴加一定量濃硝酸，加熱；②一段時(shí)間后停止加熱。回答下列問題：

（1）B中觀察的主要現(xiàn)象是__________，D裝置的作用是____________。

（2）檢驗(yàn)C中產(chǎn)物有亞硝酸鈉的操作是_______，相應(yīng)反應(yīng)方程式為___________。

（3）經(jīng)檢驗(yàn)C中產(chǎn)物亞硝酸鈉含量較少。a. 甲同學(xué)認(rèn)為C中產(chǎn)物不僅有亞硝酸鈉，還有其他雜質(zhì)。為排除干擾，甲在B、C裝置間增加裝置E，E中盛放的試劑是_______（寫名稱）。b. 乙同學(xué)認(rèn)為除上述干擾因素外，還會(huì)有氧氣參與反應(yīng)導(dǎo)致產(chǎn)品不純，所以在實(shí)驗(yàn)操作①前應(yīng)增加一步操作，該操作是___。

（4）由題給條件計(jì)算HNO2的Ka數(shù)值為______________。

Answer 1

【答案】 NaOH溶液 小于0.6NA 加入鹽酸酸化的氯化鋇溶液，觀察是否有白色沉淀產(chǎn)生，如有，則說明含有硫酸根離子，反之，則不含 乙、丙 Cl2＞Fe3+＞SO2 溶液變藍(lán)，銅片溶解，導(dǎo)管口有無色氣體冒出 除去未反應(yīng)的NO，防止污染空氣 方法I：將生成物置于試管中，加入稀硫酸，若產(chǎn)生無色氣體并在液面上方變?yōu)榧t棕色，則C中產(chǎn)物是亞硝酸鈉 3NO2－+2H+=NO3－+2NO↑+H2O

方法II：將生成物置于試管中，加入酸性KMnO4溶液，若溶液紫色褪去，則C中產(chǎn)物是亞硝酸鈉 5NO2－+2MnO4－+6H+=5NO3－+2Mn2++3H2O 堿石灰 打開彈簧夾，通入N2一段時(shí)間 5×10－4

【解析】I. （1）氯氣有毒，棉花中浸潤NaOH溶液，可以吸收氯氣，防止污染，故答案為：NaOH溶液；

（2）A中的反應(yīng)為MnO2+4HCl（濃）MnCl2+Cl2↑+2H2O；36.5%密度為1.2g/ml鹽酸100ml中含有氯化氫的物質(zhì)的量為×0.1=1.2mol，反應(yīng)一定時(shí)間后，變成稀鹽酸，反應(yīng)不再進(jìn)行，因此轉(zhuǎn)移的電子數(shù)少于0.6NA，故答案為：少于0.6NA；

（3）過程⑥中溶液顯酸性，檢驗(yàn)硫酸根離子應(yīng)選擇稀鹽酸和氯化鋇溶液，操作為加入鹽酸酸化的氯化鋇溶液，觀察是否有白色沉淀產(chǎn)生，如有，則說明含有硫酸根離子，反之，則不含，故答案為：加入鹽酸酸化的氯化鋇溶液，觀察是否有白色沉淀產(chǎn)生，如有，則說明含有硫酸根離子，反之，則不含；

（4）甲中第一次有Fe3+，無Fe2+，則氯氣的氧化性大于鐵離子，第二次有硫酸根離子，可能是過量的氯氣將二氧化硫氧化，無法證明二氧化硫是被鐵離子氧化；乙中第一次，說明氯氣不足，氯氣氧化性大于鐵離子，第二次有硫酸根離子，說明發(fā)生二氧化硫與鐵離子的反應(yīng)，則氧化性鐵離子大于二氧化硫；丙中第一次有Fe3+，無Fe2+，則氯氣的氧化性大于鐵離子，第二次有亞鐵離子，說明發(fā)生二氧化硫與鐵離子的反應(yīng)，則氧化性鐵離子大于二氧化硫；氧化性順序?yàn)?/span>Cl2＞Fe3+＞SO2，故答案為：乙、丙；Cl2＞Fe3+＞SO2。

II. A裝置中C和濃硝酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成NO2，反應(yīng)方程式為C+4HNO3（濃）=CO2↑+4NO2↑+2H2O，NO2通入B中和水發(fā)生反應(yīng)3NO2+H2O=2HNO3+NO，Cu和稀硝酸發(fā)生反應(yīng)3Cu+8HNO3=3CuNO3+2NO↑+4H2O，C中發(fā)生反應(yīng) 2NO+Na2O2=2NaNO2，剩余的NO被酸性高錳酸鉀溶液氧化生成硝酸。

（1）根據(jù)上述分析，B中觀察的主要現(xiàn)象是溶液變藍(lán)，銅片溶解，導(dǎo)管口有無色氣體冒出；NO有毒不能直接排空，NO和酸性高錳酸鉀溶液反應(yīng)生成硝酸根離子和錳離子，D裝置的作用是除去NO，防止污染空氣，故答案為：溶液變藍(lán)，銅片溶解，導(dǎo)管口有無色氣體冒出；除去未反應(yīng)的NO，防止污染空氣；

（2）亞硝酸鈉能和稀硫酸反應(yīng)生成無色氣體NO，NO不穩(wěn)定易被氧氣氧化生成紅棕色氣體二氧化氮，該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說明含有亞硝酸鈉，相關(guān)的反應(yīng)方程式為3NO2－+2H+=NO3－+2NO↑+H2O，故答案為：將生成物置于試管中，加入稀硫酸，若產(chǎn)生無色氣體并在液面上方變?yōu)榧t棕色，則C中產(chǎn)物是亞硝酸鈉；3NO2－+2H+=NO3－+2NO↑+H2O；

（3）從B裝置中出來的氣體中含有NO、二氧化碳和水蒸氣，這幾種物質(zhì)都能和過氧化鈉反應(yīng)，要使C中只有NO和過氧化鈉反應(yīng)，則BC裝置間的E裝置應(yīng)該能吸收水蒸氣和二氧化碳，使用的藥品是堿石灰；要排除空氣防止發(fā)生反應(yīng)，應(yīng)該先通入一段時(shí)間的氮?dú)猓�故答案為：打開彈簧夾，通入N2一段時(shí)間，故答案為：堿石灰；打開彈簧夾，通入N2一段時(shí)間；

（4）5mol/L NaNO2溶液的pH為9，Kh===×10-10=×=， Ka==5×10－4，故答案為：5×10－4；