Question

16．亞硝酸鈉被稱為工業(yè)鹽，在漂白、電鍍等方面應(yīng)用廣泛．以木炭、濃硝酸、水、和銅為原料生成的一氧化氮與過氧化鈉反應(yīng)制備亞硝酸鈉的裝置如圖所示．

已知：室溫下，①2NO+Na₂O₂═2NaNO₂
②酸性條件下，NO或NO₂^-都能與MnO₄^-反應(yīng)生成NO₃^-和Mn²⁺，5NO₂^-+2MnO₄^-+6H⁺═5NO₃^-+2Mn²⁺+3H₂O
（1）A中觀察到的現(xiàn)象有紅棕色氣體生成．
（2）裝置B中反應(yīng)的離子方程式有3NO₂+H₂O=2H⁺+2NO₃^-+NO↑，3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O．
（3）裝置C的作用：防止倒吸，裝置F的作用：吸收未反應(yīng)的NO．
（4）若無裝置D，則E中產(chǎn)物除亞硝酸鈉外還含有副產(chǎn)物Na₂CO₃、NaOH．（填化學(xué)式）
（5）NaNO₂有像食鹽一樣的咸味，但能引起中毒．已知亞硝酸鈉能發(fā)生如下反應(yīng)：2NaNO₂+4HI═2NO+I₂+2NaI+2H₂O，根據(jù)上述反應(yīng)，可以用試劑和生活中常見的物質(zhì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以鑒別亞硝酸鈉和食鹽．進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，必須選用的物質(zhì)有BE．
A．自來水   B．碘化鉀淀粉試液   C．淀粉   D．白糖  E．食醋   F．白酒
（6）充分反應(yīng)后，某同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)對(duì)E中NaNO₂的含量進(jìn)行檢測(cè)．稱取E中固體2g，完全溶解配制成溶液100ml，取出25ml溶液用0.100mol/L酸性KMnO₄溶液進(jìn)行滴定（雜質(zhì)不與KMnO₄反應(yīng)），消耗KMnO₄溶液20ml，求樣品中亞硝酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（保留小數(shù)點(diǎn)后1位）（已知：NaNO₂摩爾質(zhì)量69g/mol）

Answer 1

分析 裝置A中是濃硝酸和碳加熱發(fā)生的反應(yīng)，反應(yīng)生成二氧化氮和二氧化碳和水，裝置B中是A裝置生成的二氧化氮和水反應(yīng)生成硝酸和一氧化氮，硝酸和銅反應(yīng)生成硝酸銅，一氧化氮和水；通過裝置E中的過氧化鈉吸收一氧化氮、二氧化碳，最后通過酸性高錳酸鉀溶液除去剩余一氧化氮防止污染空氣．
（1）A中生成二氧化氮；
（2）二氧化氮與水反應(yīng)生成硝酸，銅能與稀硝酸反應(yīng)；
（3）大肚瓶可防止倒吸，酸性高錳酸鉀溶液可吸收未反應(yīng)的NO；
（4）二氧化碳和過氧化鈉發(fā)生的反應(yīng)生成碳酸鈉和氧氣，水與過氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化鈉；
（5）鑒別NaNO₂和NaCl，利用2NaNO₂+4HI═2NO+I₂+2NaI+2H₂O及碘遇淀粉變藍(lán)分析；
（6）根據(jù)方程式5NO₂^-+2MnO₄^-+6H⁺=5NO₃^-+2Mn²⁺+3H₂O可求出亞硝酸鈉的物質(zhì)的量，然后求樣品中亞硝酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：裝置A中是濃硝酸和碳加熱發(fā)生的反應(yīng)，反應(yīng)生成二氧化氮和二氧化碳和水，裝置B中是A裝置生成的二氧化氮和水反應(yīng)生成硝酸和一氧化氮，硝酸和銅反應(yīng)生成硝酸銅，一氧化氮和水；通過裝置E中的過氧化鈉吸收一氧化氮、二氧化碳，最后通過酸性高錳酸鉀溶液除去剩余一氧化氮防止污染空氣．
（1）根據(jù)裝置圖可知，A中濃硝酸與木炭發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成CO₂和NO₂以及水，因此A中觀察到的現(xiàn)象有紅棕色氣體生成，
故答案為：有紅棕色氣體生成；
（2）NO₂溶于水生成NO和硝酸3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO↑，硝酸具有氧化性能把金屬銅氧化，則裝置B中反應(yīng)的離子方程式有3NO₂+H₂O=2H⁺+2NO₃^-+NO↑、3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，
故答案為：3NO₂+H₂O=2H⁺+2NO₃^-+NO↑；3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
（3）NO₂極易溶于水與水反應(yīng)，所以裝置C的作用是防止倒吸；NO與過氧化鈉反應(yīng)后有剩余，隨意排放容易引起大氣污染，而NO能被酸性高錳酸鉀溶液氧化，則裝置F的作用吸收未反應(yīng)的NO，
故答案為：防止倒吸；吸收未反應(yīng)的NO；
（4）生成的NO中含有CO₂和水蒸氣，二者均能與過氧化鈉反應(yīng)，而堿石灰可以吸收CO₂和水蒸氣，所以如果沒有D裝置，則E中產(chǎn)物除亞硝酸鈉外還含有副產(chǎn)物Na₂CO₃、NaOH，
故答案為：Na₂CO₃、NaOH；
（5）鑒別NaNO₂和NaCl，由2NaNO₂+4HI═2NO+I₂+2NaI+2H₂O及碘遇淀粉變藍(lán)可知，則選擇試劑為BE，
故答案為：BE；
（6）消耗高錳酸鉀的物質(zhì)的量是0.1mol/L×0.02L=0.002mol，則根據(jù)方程式5NO₂^-+2MnO₄^-+6H⁺=5NO₃^-+2Mn²⁺+3H₂O可知，亞硝酸鈉的物質(zhì)的量是0.002mol×$\frac{5}{2}$=0.005mol，則原樣品中亞硝酸鈉的物質(zhì)的量是0.005mol×$\frac{100mL}{25mL}$=0.02mol，其質(zhì)量為0.02mol×69g/mol=1.38g，所以樣品中亞硝酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)$\frac{1.38g}{2g}$×100%=69.0%，
答：質(zhì)量分?jǐn)?shù)為69.0%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查硝酸的性質(zhì)、尾氣處理、實(shí)驗(yàn)條件控制、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)以及物質(zhì)含量測(cè)定，注意實(shí)驗(yàn)過程中的反應(yīng)現(xiàn)象分析，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．