Question

16．亞硝酸鈉（NaNO₂）是一種常見的食品添加劑，使用時(shí)必須嚴(yán)格控制其用量．某興趣小組用下圖所示裝置制備NaNO₂并對(duì)其性質(zhì)作如下探究（A中加熱裝置已略去）．

已知：①2NO+Na₂O₂═2NaNO₂；
②NO能被酸性KMnO₄氧化成NO₃^-，MnO₄^-被還原為Mn²⁺．
I．制備NaNO₂
（1）裝置A三頸燒瓶中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為C+4HNO₃（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O．
（2）B裝置的目的是將NO₂轉(zhuǎn)化為NO；銅與稀硝酸反應(yīng)生成NO．
（3）為保證制得的亞硝酸鈉的純度，C裝置中盛放的試劑可能是BD（填序號(hào)）．
A．P₂O₅    B．堿石灰     C．無水CaCl₂      D．生石灰
（4）E裝置發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是5NO+3MnO₄^-+4H⁺=5NO₃^-+3 Mn²⁺+2H₂0．
II．測(cè)定NaNO₂純度
（5）準(zhǔn)確稱取質(zhì)量為m g的NaNO₂樣品放入錐形瓶中，加適量水溶解．用a mol•L^-1酸性KMnO₄溶液滴定，達(dá)滴定終點(diǎn)時(shí)所用KMnO₄溶液體積為bml．則樣品中NaNO₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{69ab}{4m}%$．
（假設(shè)樣品中其他雜質(zhì)與酸性KMnO₄溶液不反應(yīng)，用含m、a、b的代數(shù)式表示．）

Answer 1

分析 Ⅰ．制備NaNO₂并對(duì)其性質(zhì)作探究，由實(shí)驗(yàn)裝置可知，A中發(fā)生C+4HNO₃（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O，B中稀釋揮發(fā)的硝酸和生成的二氧化氮，C中固體干燥劑干燥NO，并除去可能混有的酸霧，D中發(fā)生2NO+Na₂O₂═2NaNO₂，E中高錳酸鉀吸收尾氣NO，
（1）A中是碳和濃硝酸發(fā)生的反應(yīng)生成二氧化碳、二氧化氮和水；
（2）B中稀釋揮發(fā)的硝酸和生成的二氧化氮，使二氧化氮轉(zhuǎn)化為NO，同時(shí)稀硝酸和銅發(fā)生反應(yīng)；
（3）保證氣體中酸性氣體吸收，一氧化氮?dú)怏w干燥；
（4）E裝置的作用是吸收有毒的NO氣體，避免污染空氣；
II．測(cè)定NaNO₂純度
（5）將NaNO₂滴加到酸性高錳酸鉀溶液中，可觀察到紫色溶液顏色變淺，直至褪色，說明二者發(fā)生氧化還原反應(yīng)，亞硝酸根離子被氧化生成硝酸根離子，高錳酸根離子被還原生成錳離子，結(jié)合化學(xué)反應(yīng)的定量關(guān)系計(jì)算；

解答 解：（1）裝置A三頸燒瓶中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為C+4HNO₃（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O，
故答案為：C+4HNO₃（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O；
（2）B裝置的目的是①將NO₂轉(zhuǎn)化為NO、②銅與稀硝酸反應(yīng)生成NO，故答案為：將NO₂轉(zhuǎn)化為NO；銅與稀硝酸反應(yīng)生成NO；
（3）A、C不能吸收酸，B、D可吸收酸且干燥氣體，故答案為：BD；
（4）由信息可知，E裝置的作用是利用高錳酸鉀溶液的強(qiáng)氧化性氧化吸收有毒氣體一氧化氮，吸收有毒的NO氣體，避免污染空氣，反應(yīng)的離子方程式為：5NO+3MnO₄^-+4H⁺=5NO₃^-+3 Mn²⁺+2H₂0，
故答案為：5NO+3MnO₄^-+4H⁺=5NO₃^-+3 Mn²⁺+2H₂0；
（5）將NaNO₂滴加到酸性高錳酸鉀溶液中，可觀察到紫色溶液顏色變淺，直至褪色，說明二者發(fā)生氧化還原反應(yīng)，亞硝酸根離子被氧化生成硝酸根離子，高錳酸根離子被還原生成錳離子，將NaNO₂滴加到酸性高錳酸鉀溶液中，可觀察到紫色溶液顏色變淺，直至褪色，說明二者發(fā)生氧化還原反應(yīng)，亞硝酸根離子被氧化生成硝酸根離子，高錳酸根離子被還原生成錳離子，離子方程式為，準(zhǔn)確稱取質(zhì)量為m g的NaNO₂樣品放入錐形瓶中，加適量水溶解．用a mol•L^-1酸性KMnO₄溶液滴定，達(dá)滴定終點(diǎn)時(shí)所用KMnO₄溶液體積為bml．
           2MnO₄^-+5NO₂^-+6H⁺=2Mn ²⁺+3H₂O+5NO₃^-，
            2                 5
amol/L×b×10^-3L      n
n=$\frac{5a×b×1{0}^{-3}}{2}$mol
則樣品中NaNO₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{\frac{5a×b×1{0}^{-3}}{2}mol×69g/mol}{mg}$×100%=$\frac{69ab}{4m}%$，
故答案為：$\frac{69ab}{4m}%$；

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)的制備實(shí)驗(yàn)，為高頻考點(diǎn)，把握制備實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)裝置的作用、氧化還原反應(yīng)的應(yīng)用為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與實(shí)驗(yàn)及應(yīng)用能力的綜合考查，題目難度中等．