综合题18.0分
化学

亚硝酸钠(NaNO2)是重要的防腐剂。现以木炭、浓硝酸、水和铜为原料生成的一氧化氮与过氧化钠反应制备亚硝酸钠的装置如图1所示(部分夹持装置略)。

已知:

①2NO+Na2O2→2NaNO2

②3NaNO2+3HCl→3NaCl+HNO3+2NO↑+H2O

③酸性条件下,NO或NO2都能与MnO4反应生成NO3和Mn2+

回答下列问题:

19.写出浓硝酸与木炭反应的化学方程式________________;

20.B中观察到的主要现象是_____________, D装置的作用是_____________;

21.检验C中产物有亚硝酸钠的方法是________________;

23.将1.56g过氧化钠完全转化成为亚硝酸钠,理论上至少需要木炭________g 。

24.反应后烧瓶A中仍然存在一定量的硝酸,不能直接排放,用NaOH溶液调成中性,再用电化学降解法进行处理,电化学降解NO3的原理如上图2所示。25℃时,反应进行10min,溶液的pH由7变为12 。

电源正极为________(填A或B),阴极反应式为________________。

第1小题正确答案及相关解析

正确答案

C+4HNO3(浓) CO2↑+4NO2↑+2H2O

解析

装置A中是浓硝酸和碳加热发反应,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,

故答案为:C+4HNO3(浓) CO2↑+4NO2↑+2H2O;

考查方向

考查了物质制备实验方案的设计和信息判断,物质性质的理解应用,注意实验过程中的反应现象分析,熟练掌握运用电解原理解决实际问题的能力。

解题思路

装置A中是浓硝酸和碳加热发生的反应,反应生成二氧化氮和二氧化碳和水,依据氧化还原反应电子守恒和原子守恒配平;

易错点

实验目的和原理不清晰、电解原理模糊

第2小题正确答案及相关解析

正确答案

铜片逐渐溶解,溶液变为蓝色,有无色气体产生;吸收未反应的NO

解析

装置B中是A装置生成的二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮,3NO2+H2O=2HNO3+NO,硝酸和铜反应生成硝酸铜,一氧化氮和水,所以反应现象为溶液变蓝,铜片溶解,导管口有无色气体冒出;通过装置C中的过氧化钠吸收一氧化氮、二氧化碳,最后通过酸性高锰酸钾溶液除去剩余一氧化氮防止污染空气,故答案为:溶液变蓝,铜片溶解,导管口有无色气体冒出;除去未反应的NO,防止污染空气;

考查方向

考查了物质制备实验方案的设计和信息判断,物质性质的理解应用,注意实验过程中的反应现象分析,熟练掌握运用电解原理解决实际问题的能力。

解题思路

装置B中是A装置生成的二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮,硝酸和铜反应生成硝酸铜,一氧化氮和水;通过装置C中的过氧化钠吸收一氧化氮、二氧化碳,最后通过酸性高锰酸钾溶液除去剩余一氧化氮防止污染空气;

易错点

实验目的和原理不清晰、电解原理模糊

第3小题正确答案及相关解析

正确答案

取样,加入稀盐酸,产生无色气体,遇到空气变为红棕色

解析

检验亚硝酸钠的实验设计为将生成物置于试管中,加入稀硫酸,若产生无色气体并在液面上方变为红棕色,则D中产物是亚硝酸钠.反应的离子方程式是3NO2-+2H+=NO3-+2NO↑+H2O,或将生成物置于试管中,加入酸性KMnO4溶液,若溶液紫色褪去,则D中产物是亚硝酸钠,反应的离子方程式是5NO2-+2MnO4-+6H+=5NO3-+2Mn2++3H2O,故答案为:将生成物置于试管中,加入稀硫酸,若产生无色气体并在液面上方变为红棕色,则D中产物是亚硝酸钠;

解题思路

依据亚硝酸钠具有氧化性或还原性,选择还原剂或氧化剂发生的反应现象证明产物中是否是亚硝酸钠;

易错点

实验目的和原理不清晰、电解原理模糊

第4小题正确答案及相关解析

正确答案

0.24g

解析

整个过程发生四个反应,分别为:

①C+4HNO3(浓) CO2↑+4NO2↑+2H2O(产生NO2气体)

②3NO2 + H2O == 2HNO3+NO(反应①中产生的NO2与B中水反应生成HNO3和第一部分NO)

③3Cu+8HNO3(浓) 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O(反应②中产生的HNO3与Cu反应生成第二部分NO)

④2NO+Na2O2 ==2NaNO2(此处NO来自②和③总共生成)

利用①、②、③并结合N原子守恒和关系式法得出C与NaNO2 的关系式为:

3C~12NO2~4NO~8HNO3~2NO

NO来自两部分,再结合反应④得:

3C~6NO~3Na2

考查方向

考查了物质制备实验方案的设计和信息判断,物质性质的理解应用,注意实验过程中的反应现象分析,熟练掌握运用电解原理解决实际问题的能力。

解题思路

先将整个过程发生的4个反应写出,多步反应利用关系式法找出C与NaNO2的关系,然后计算得出所需C的质量。

易错点

实验目的和原理不清晰、电解原理模糊

第5小题正确答案及相关解析

正确答案

A    2NO3+6H2O +10e=N2↑+12OH

解析

分析化合价变化可知,NO3转化为N2化合价降低,即右边Ag-Pt电极为阴极,B为负极,A为正极。

阴极电极反应:2NO3+6H2O +10e=N2↑+12OH(利用电子守恒,原子守恒,电荷守恒是写出配平该电极反应的关键)

考查方向

考查了物质制备实验方案的设计和信息判断,物质性质的理解应用,注意实验过程中的反应现象分析,熟练掌握运用电解原理解决实际问题的能力。

解题思路

根据电解原理,阳极阴离子失电子,化合价升高,阴极得电子,化合价降低,NO3转化为N2化合价降低,即图2中右边Ag-Pt电极为阴极,B为负极,A为正极。

易错点

实验目的和原理不清晰、电解原理模糊