亚硝酸钠(NaNO2)是肉制品生产中最常使用的一种食品添加剂,某化学兴趣小组利用一氧化氮与过氧化钠反应制备亚硝酸钠并进行一系列实验探究。
查阅资料:
①NO2能与Na2O2反应;
②在酸性溶液中,NO2-可将MnO4-还原为Mn2+且无气体生成。
③NO不与碱反应,可被酸性KMnO4溶液氧化为硝酸。
Ⅰ.制备亚硝酸钠
(1)装置A用恒压滴液漏斗,相比普通分液漏斗,显著的优点是____________________________。
(2)上述装置按气流方向连接的顺序为:a→____________________(填仪器接口的字母编号)。
(3)D中反应的方程式为_____________________________。如果没有B装置,D中生成的亚硝酸钠中含有的杂质有______________(填化学式)。
(4)C装置的作用是_________________(用离子方程式表示)。
Ⅱ.测定产品纯度,实验步骤:
①准确称量4.000 g产品配成250 mL溶液。
②从步骤①配制的溶液中移取25.00 mL加入锥形瓶中。
③用0.1000 mol/L酸性KMnO4溶液滴定至终点。
④重复以上操作3次,消耗酸性KMnO4溶液的平均体积为20.00 mL。
(5)达到滴定终点的现象是____________。产品中NaNO2的纯度为______________%。
(6)设计实验证明HNO2的酸性比CH3COOH强_________。
某化学研究性学习小组设计实验探究铜的常见化学性质,过程设计如下所示
(提出猜想)
问题1:在周期表中,铜与铝的位置很靠近,铜不如铝活泼,氢氧化铝具有两性。那么,氢氧化铜也具有两性吗?
问题2:铁和铜都有变价,一般情况下,正二价铁的稳定性小于正三价铁的稳定性。那么,正一价铜的稳定性也小于正二价铜的稳定性吗?
问题3:氧化铜具有氧化性,能被H2、CO还原。那么,氧化铜也能被氮的某种气态氢化物还原吗?
(实验探究)
I.解决问题1
(1)需用到的药品除1mol・ L-1 CuSO4溶液、稀硫酸外,还需_________(填试剂的化学式)溶液。
(2)用胆矾晶体配制1mol・L-1 CuSO4溶液250mL,选用的仪器除烧杯、托盘天平、药匙、玻璃棒、胶头滴管、量简外,还有________(填仪器名称)。
(3)为达到实验目的,你认为应进行哪些相关实验?
实验内容和步骤:①_________;②_______________。
Ⅱ.解决问题2
取一定量制得的氢氧化铜固体,于坩埚中灼烧,当温度达到80~100℃时得到黑色固体粉末;继续加热至1000℃以上,黑色粉末全部变成红色粉末氧化亚铜;取适量红色氧化亚铜粉末于洁浄试管中,加入过量的稀硫酸(或盐酸),得到蓝色溶液,同时观察到试管底部还有红色固体存在。根据以上实验现象回答冋题:
(1)写出氧化亚铜与稀硫酸(或盐酸)反应的离子方程式:_____________。
(2)从实验Ⅱ可得出的结论是_______________________。
Ⅲ.解决问题3
设计如下装置(夹持装置未画出):
当氮的某种气态氢化物(X)缓缓通过灼热的氧化铜时,观察到氧化铜由黑色变成了红色,无水CuSO4变成了蓝色,生成物中还有一种无污染的单质气体Y;将X通入灼热的CuO燃烧管完全反应后,消耗0.01molX,测得B装置增重0.36g,并收集到0.28g单质气体Y。
(1)X气体的摩尔质量是_________________。
(2)C装置中发生反应的化学方程式为__________________________。
亚硝酰氯(ClNO)是有机物合成中的重要试剂,其沸点为-5.5℃,易水解。已知:AgNO2微溶于水,能溶于硝酸,AgNO2+HNO3=AgNO3 +HNO2,某学习小组在实验室用Cl2和NO制备ClNO并测定其纯度,相关实验装置如图所示。
(1)制备Cl2的发生装置可以选用___________(填字母代号)装置,发生反应的化学方程式为_______________________________________________。
(2)欲收集一瓶干燥的氯气,选择合适的装置,其连接顺序为 A→_______→_______→________→_______ (按气流方向,用装置的大写字母表示)。
(3)实验室可用图示装置制备亚硝酰氯:
①实验室也可用 B装置制备NO,与B装置相比 X装置的优点为____________。
②检验装置气密性并装入药品,打开K2,然后再打开K3,通入一段时间气体,其目的是______,然后打开K1,当Z中有一定量液体生成时,停止实验。
(4)已知:ClNO 与H2O反应生成HNO2和 HCl。通过以下实验测定ClNO样品的纯度。取Z中所得液体m g 溶于水,配制成250 mL 溶液;取出25.00 mL样品溶于锥形瓶中,以K2CrO4溶液为指示剂,用c mol•L-1 AgNO3标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液的体积为20.00mL。滴定终点的现象是____,亚硝酰氯(ClNO)的质量分数为_____。(已知:Ag2CrO4为砖红色固体; Ksp(AgCl)=1.56×10-10,Ksp(Ag2CrO4)=1×10-12)
某同学为了探究钠与CO2的反应,利用如图装置进行实验。(已知PdCl2能被CO还原为黑色的Pd)
(1)装置②中用稀盐酸与CaCO3反应制备CO2,在加稀盐酸时,发现CaCO3与稀盐酸不能接触,而稀盐酸又不够了,为使反应能顺利进行,可向长颈漏斗中加入的试剂是_______。
A. H2SO4溶液 B. CCl4 C. 苯 D. 稀硝酸
(2)请将图中各装置按顺序连接(填装置接口字母):c接______,______接____,____接______,____接____。
(3)装置④的作用是__________。
(4)检查完装置气密性并装好药品后,点燃酒精灯之前应进行的操作是打开弹簧夹,让CO2充满整个装置,当观察到_________时再点燃酒精灯。
(5)若反应过程中CO2足量,钠与CO2充分反应后,生成的固体物质可能有多种情况,该同学提出以下猜想:
①生成的固体物质为Na2CO3
②生成的固体物质为Na2CO3和C的混合物
③生成的固体物质为Na2CO3和Na2O的混合物
④生成的固体物质为Na2O和C的混合物
假如反应过程中有下列两种情况:
I. 观察到装置⑤PdCl2溶液中有黑色沉淀,若装置①中固体成分只有一种,且向固体中加入稀盐酸可产生能使澄清石灰水变浑浊的气体,写出该情况下钠与CO2反应的化学方程式____。
II. 装置①中钠的质量为0.46g,充分反应后,将装置①中的固体加入足量的稀盐酸中产生224ml(标准状况)CO2气体,溶液中残留固体的质量为___________。
(6)设计实验方案证明装置①中加入的金属钠部分被氧化____________。
资料显示“的氧化性随溶液pH的增大逐渐减弱”。某化学小组同学用下列装置和试剂进行实验,探究与KI溶液发生反应的条件。
供选试剂:溶液、固体、固体。
该小组同学设计、两组实验,记录如下:
| 实验操作 | 实验现象 |
向Ⅰ试管中加入 固体,连接装置Ⅰ、Ⅱ,点燃酒精灯 | Ⅱ试管中有气泡冒出,溶液不变蓝 | |
向Ⅰ试管中加入 固体, Ⅱ试管中加入适量 溶液,连接装置Ⅰ、Ⅱ,点燃酒精灯 | Ⅱ试管中有气泡冒出,溶液变蓝 |
(1)选择Ⅰ装置用固体制取,为避免固体随进入Ⅱ试管对实验造成干扰,应进行的改进是________,组实验中与KI溶液反应的离子方程式是________。
(2)对比、两组实验可知,与KI溶液发生反应的适宜条件是________。为进一步探究该条件对反应速率的影响,可采取的实验措施是________。
(3)为进一步探究碱性条件下KI与能否反应,用上图中的装置继续进行实验:
| 实验操作 | 实验现象 |
向Ⅰ试管中加入 固体,Ⅱ试管中滴加 KOH 溶液控制 , 连接装置Ⅰ、Ⅱ,点燃酒精灯 | 溶液略变蓝 | |
向Ⅰ试管中加入 固体,Ⅱ试管中滴加 KOH 溶液控制 , 连接装置Ⅰ、Ⅱ,点燃酒精灯 | 无明显变化 |
对于实验的现象,小明同学提出猜想“时不能氧化”,设计了下列装置进行实验,验证猜想。
(i)烧杯a中的溶液为________。
(ii)实验结果表明,此猜想不成立。支持该结论的实验现象是通入后________。
(iii)小刚同学向的KOH溶液含淀粉中滴加碘水,溶液先变蓝后迅速褪色。经检测褪色后的溶液中含有,褪色的原因是________用离子方程式表示。
(4)该小组同学对实验过程进行了反思:实验的现象产生的原因可能是________。
亚硝酸钠(NaNO2)外观酷似食盐且有咸味,是一种常用的发色剂和防腐剂,但使用过量会使人中毒。某学习小组针对亚硝酸钠设计了如下实验:
(制取NaNO2)
设计的制取装置如下图(夹持装置略去):
该小组查阅资料可知:①2NO+Na2O2=2NaNO2、2NO2+Na2O2=2NaNO3;
②NO能被酸性高锰酸钾氧化为NO3-。
(1)装置A中用于盛放稀硝酸的仪器名称为____________,装置A中发生主要反应的离子方程式为____________________________________。
(2)装置D的作用是____________________________________。
(3)若无装置B,则进入装置D中的气体除N2、NO外还可能有__________________。
(4)甲同学检查装置气密性后进行实验,发现制得的NaNO2中混有较多的NaNO3杂质。下列可以提高NaNO2纯度的方案是_________(填字母)。
a.将B中的药品换为碱石灰 b.将稀硝酸换为浓硝酸
c.实验开始前通一段时间CO2 d.在装置A、B之间增加盛有水的洗气瓶
(测定制得的样品中NaNO2的含量)
(5)该实验中需配制KMnO4标准溶液并酸化,应选择_________(填化学式)来酸化KMnO4溶液。
(6)已知:在酸性溶液中,NO2-可将MnO4-还原为Mn2+。为测定样品中亚硝酸钠的含量,该小组称取4.0g样品溶于水配制成250mL溶液,取25.00mL溶液于锥形瓶中,用0.100mol·L-1的酸性KMnO4溶液进行滴定,消耗20.00mL酸性KMnO4溶液。滴定过程中酸性KMnO4溶液的作用是__________________,所得样品中NaNO2的质量分数为_________。