Question

1．亞硝酸鈣是一種阻銹劑，可用于染料工業(yè)，某興趣小組擬制備Ca（NO₂）₂并對其性質(zhì)進行探究．
【背最索材】
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^-被還原為Mn²⁺
III．在酸性條件下：2NO₂^-+4H⁺+2I^-═2NO↑+I₂+2H₂O     I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-
【制備氮氧化物】
（1）甲組同學擬利用如圖1所示裝置制備氮氧化物．

①儀器X的名稱是：分液漏斗．
②裝置B中逸出的NO與NO₂的物質(zhì)的量之比為1：1，則則置B中發(fā)生反應的化學方程式為2SO₂+H₂O+2HNO₃=NO+NO₂+2H₂SO₄，若其他條件不變，增大硝酸的濃度，則會使逸出的氣體中n（NO₂）＞（填“＞”或“＜”）n（NO）．
【制備Ca（NO₂）₂】
（2）乙組同學擬利用裝置B中產(chǎn)生的氮氧化物制備Ca（NO₂）₂，裝置如圖2．
①裝置C中導管末端接一玻璃球的作用是增大與石灰乳的接觸面積．
②裝置D的作用是防倒吸；裝置E的作用是吸收未反應的氮氧化物．
【測定Ca（NO₂）₂的純度】
（3）丙組同學擬測定Ca（NO₂）₂的純度（雜質(zhì)不參加反應），可供選擇的試劑：
a．稀硫酸 b．c₁mol•L^-1的KI溶液  c．淀粉溶液d．c₂mol•L^-1的NaS₂O₃溶液  e．c₃mol•L^-1的酸性KMnO₄溶液
①利用Ca（NO₂）₂的還原性來測定其純度，可選擇的試劑是e（填字母）．
②利用Ca（NO₂）₂的氧化性來測定其純度的步驟：準確稱取mgCa（NO₂）₂樣品放入錐形瓶中，加適量水溶解后，加入過量的c₁mol•L^-1的KI溶液、淀粉溶液，然后滴加稀硫酸，用c₂mol•L^-1的NaS₂O₃溶液滴定至溶液由藍色恰好變?yōu)闊o色，且半分鐘內(nèi)不變色，消耗NaS₂O₃溶液的體積 VmL，則此Ca（NO₂）₂純度的表達式為$\frac{33{c}_{2}V}{500}×100%$．

Answer 1

分析 A裝置由濃硫酸和亞硫酸鈉制備二氧化硫氣體，二氧化硫氣體與硝酸在B中反應生成氮氧化合物，在C中與石灰乳發(fā)生反應NO+NO₂+Ca（OH）₂=Ca（NO₂）₂+H₂O，可制備得Ca（NO₂）₂，D裝置防倒吸，E裝置用氫氧化鈉吸收未反應完的氮氧化物，防止污染空氣，據(jù)此分析解答；
（1）①由儀器構(gòu)造可判斷X的儀器名稱；
②裝置B中逸出的NO與NO₂的物質(zhì)的量之比為1：1，NO和NO₂是還原產(chǎn)物，則SO₂的氧化產(chǎn)物應為硫酸，可結(jié)合電子守恒判斷SO₂與硝酸的物質(zhì)的量之比，再結(jié)合原子守恒寫出此反應的化學方程式；硝酸的濃度越大，硝酸氧化性增強，還原產(chǎn)物的價態(tài)越高，且濃硝酸可氧化NO氧化為NO₂；
（2）①利用玻璃球可增大氣體與溶液的接觸面積；
②D裝置是安全瓶，再結(jié)合氣體NO₂易溶于NaOH溶液判斷，NO₂是有毒氣體，對環(huán)境有污染；
（3）①由信息Ca（NO₂）₂能被酸性KMnO₄溶液氧化成NO₃^-，可根據(jù)消耗的酸性KMnO₄溶液，利用電子守恒來計算Ca（NO₂）₂并測定其純度；
②由信息在酸性條件下，Ca（NO₃）₂能將I^-氧化為I₂，S₂O₃^2-能將I₂還原為I^-可知，根據(jù)氧化還原反應的電子守恒，建立關(guān)系式，進行計算即可．

解答 解：（1）①由儀器構(gòu)造可知X為分液漏斗；
故答案為：分液漏斗；
②裝置B中逸出的NO與NO₂的物質(zhì)的量之比為1：1，則裝置B中發(fā)生反應的化學方程式為2SO₂+H₂O+2HNO₃=NO+NO₂+2H₂SO₄；若其它條件不變，增大硝酸的濃度，硝酸氧化性增強，將NO氧化為NO₂，則會使逸出的氣體中n（NO₂）＞n（NO）；
故答案為：2SO₂+H₂O+2HNO₃=NO+NO₂+2H₂SO₄；＞；
（2）①裝置C中導管末端接一玻璃球可增大與石灰乳的接觸面積；
故答案為：增大與石灰乳的接觸面積；
②裝置D的作用是防倒吸，E裝置用氫氧化鈉吸收未反應完的氮氧化物，防止污染空氣；
故答案為額：防倒吸；吸收未反應的氮氧化物；
（3）①由信息Ca（NO₂）₂能被酸性KmnO₄溶液氧化成NO₃^-，MnO₄^-被還原為Mn²⁺可知，則利用Ca（NO₂）₂的還原性來測定其純度，可選擇的試劑是e；
故答案為：e；
②由信息在酸性條件下，Ca（NO₃）₂能將I^-氧化為I₂，S₂O₃^2-能將I₂還原為I^-可知，2NO₂^-～～～～～I₂～～～～～～～2S₂O₃^2-；消耗NaS₂O₃的物質(zhì)的量為c₂mol•L^-1×V×10^-3L=0.001c₂Vmol，則Ca（NO₂）₂的物質(zhì)的量為0.001c₂Vmol×$\frac{1}{2}$，此Ca（NO₂）₂純度的表達式為$\frac{0.001{C}_{2}Vmol×\frac{1}{2}×132g/mol}{m}×100%$=$\frac{33{c}_{2}V}{500}×100%$，故答案為：$\frac{33{c}_{2}V}{500}×100%$．

點評 本題考查物質(zhì)的制備實驗，為高頻考點，把握制備實驗原理、實驗裝置的作用、氧化還原反應的應用為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與實驗及應用能力的綜合考查，題目難度中等．