Question

亚硝酸钙是一种阻锈剂，可用于染料工业，某兴趣小组拟制备Ca(NO₂)₂并对其性质进行探究。

【背景素材】

I．NO+NO₂+Ca(OH)₂=Ca(NO₂)₂+H₂O。

Ⅱ．Ca(NO₂)₂能被酸性KMnO₄溶液氧化成NO₃^-，MnO₄^-被还原为Mn²⁺。

Ⅲ．在酸性条件下，Ca(NO₂)₂能将I^-氧化为I₂，S₂O₃^2-能将I₂还原为I^-。

【制备氮氧化物】

(1)甲组同学拟利用如下左图所示装置制备氮氧化物。

①仪器X、Y的名称分别是______________、______________。

②装置B中逸出的NO与NO₂的物质的量之比为1∶1,则装置B中发生反应的化学方程式为_____________________ ，若其他条件不变，增大硝酸的浓度，则会使逸出的气体中n(NO₂)__________n(NO)(填“>”或“<”）。

【制备Ca(NO₂)₂】

⑵乙组同学拟利用装置B中产生的氮氧化物制备Ca(NO₂)₂，装置如上右图。

①装置C中导管末端接一玻璃球的作用是________________。

②装置D的作用是______________；装置E的作用是________________。

【测定Ca(NO₂)₂的纯度】

⑶丙组同学拟测定Ca(NO₂)₂的纯度(杂质不参加反应)，可供选择的试剂：

a．稀硫酸    b． c₁mol·L^-1的KI溶液    c．淀粉溶液

d．c₂mol·L^-1的Na₂S₂O₃溶液    e．c₃mol·L^-1 的酸性 KMnO₄ 溶液

①利用Ca(NO₂)₂的还原性来测定其纯度，可选择的试剂是______________(填字母)。

②利用Ca(NO₂)₂的氧化性来测定其纯度的步骤：准确称取mgCa(NO₂)₂样品放入锥形瓶中，加适量水溶解，__________________(请补充完整实验步骤)。

Answer

分液漏斗 锥形瓶 2SO2+2HNO3+H2O=NO+NO2+2H2SO4 > 增大与石灰乳的接触面积 防止倒吸(或作安全瓶) 吸收未反应的氦氧化物 e 加入过量c1mol·L-1的KI溶液、淀粉浓液，然后滴加稀硫酸，用c2mol·L-1的Na2S2O3溶液滴定至溶液由蓝色恰好变为无色，且半分钟内不变色，读取消耗Na2S2O3溶液的体积，重复以上操作2〜3次

【解析】(1) ①仪器X、Y分别是分液漏斗、锥形瓶，故答案为：分液漏斗、锥形瓶；

②根据题意，装置B中盛放的是硝酸，二氧化硫与硝酸反应放出一氧化氮和二氧化氮，若逸出的NO与NO2的物质的量之比为1∶1，则装置B中发生反应的化学方程式为2SO2+2HNO3+H2O=NO+NO2+2H2SO4，若其他条件不变，硝酸的浓度越大，生成的二氧化氮越多，则会使逸出的气体中n(NO2)＞n(NO) ，故答案为：2SO2+2HNO3+H2O=NO+NO2+2H2SO4；>；

⑵①装置C中导管末端接一玻璃球，可以增大与石灰乳的接触面积，故答案为：增大与石灰乳的接触面积；

②反应中，装置内气体的压强会发生变化，装置D可以防止倒吸；装置E中的氢氧化钠可以吸收未反应的氦氧化物，防止污染空气，故答案为：防止倒吸(或作安全瓶) ；吸收未反应的氦氧化物，防止污染空气；

⑶ ①根据信息Ⅱ．Ca(NO2)2能被酸性KMnO4溶液氧化成NO3-，MnO4-被还原为Mn2+，利用Ca(NO2)2的还原性来测定其纯度，可选择的试剂是c3mol·L-1 的酸性 KMnO4 溶液，故答案为：e；

②根据信息Ⅲ．在酸性条件下，Ca(NO2)2能将I-氧化为I2，S2O32-能将I2还原为I-。利用Ca(NO2)2的氧化性来测定其纯度，可以选择c1mol·L-1的KI溶液、淀粉溶液和稀硫酸以及c2mol·L-1的Na2S2O3溶液，步骤为准确称取mgCa(NO2)2样品放入锥形瓶中，加适量水溶解，加入过量c1mol·L-1的KI溶液、淀粉浓液，然后滴加稀硫酸，用c2mol·L-1的Na2S2O3溶液滴定至溶液由蓝色恰好变为无色，且半分钟内不变色，读取消耗Na2S2O3溶液的体积，重复以上操作2〜3次，故答案为：加入过量c1mol·L-1的KI溶液、淀粉浓液，然后滴加稀硫酸，用c2mol·L-1的Na2S2O3溶液滴定至溶液由蓝色恰好变为无色，且半分钟内不变色，读取消耗Na2S2O3溶液的体积，重复以上操作2〜3次。

点睛：本题考查了物质的制备，含量测定的实验方案的设计。本题的难点是利用Ca(NO2)2的氧化性来测定其纯度的步骤的设计，要求学生就业较高的实验设计的能力。