Question

7．某化學(xué)學(xué)習(xí)小組發(fā)現(xiàn)在堿性溶液中，NO₂會(huì)發(fā)生如下反應(yīng)：
2NO₂+2NaOH═NaNO₂+NaNO₃+H₂O
2NO₂+Na₂CO₃═NaNO₂+NaNO₃+CO₂
于是提出猜想，NO₂和堿性的NaHCO₃溶液也能發(fā)生類似反應(yīng)．該小組利用如圖所示裝置，使NO₂和NaHCO₃溶液充分反應(yīng)后，獲得溶液X．
（1）Cu與濃硝酸反應(yīng)的離子方程式是Cu+4H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O．
（2）該小組同學(xué)為了對猜想進(jìn)行探究，進(jìn)行如下討論和實(shí)驗(yàn)．
①甲同學(xué)認(rèn)為，可通過檢驗(yàn)X中是否存在NO₃^-的方法驗(yàn)證猜想．但經(jīng)討論后認(rèn)為不可行，你認(rèn)為其原因是二氧化氮與水反應(yīng)也能生成硝酸根．
②乙同學(xué)在X中加入少量K₂Cr₂O₇溶液，結(jié)果溶液褪色，則證明X中含有NaNO₂．根據(jù)以上信息，寫出NO₂與NaHCO₃溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式2NO₂+2NaHCO₃═NaNO₂+NaNO₃+2CO₂+H₂O．
（3）已知在酸性條件下NO₂^-能將I^-氧化為I₂．你認(rèn)為能否用KI淀粉溶液檢驗(yàn)X中存在NaNO₂：不能（填“能”或“不能”），原因是NaNO₂和NaNO₃在酸性條件下都能氧化碘離子生成碘單質(zhì)．
（4）已知5NO₂^-+2MnO₄^-+6H⁺═5NO₃^-+2Mn²⁺+3H₂O．稱取6.32g KMnO₄固體，加蒸餾水和少量稀硫酸溶解，配成250mL溶液．移取20.00mL X于錐形瓶，用所配的酸性KMnO₄溶液進(jìn)行滴定，消耗25.00mL KMnO₄溶液．滴點(diǎn)終點(diǎn)的現(xiàn)象是滴入最后一滴KMnO₄溶液時(shí)，溶液由無色變?yōu)闇\紅色且保持30s不褪色，則X中NaNO₂的濃度是0.5摩爾/升．

Answer 1

分析 （1）Cu與濃硝酸反應(yīng)生成硝酸銅、二氧化氮和水，根據(jù)電荷守恒和元素守恒書寫離子反應(yīng)方程式；
（2）①二氧化氮與水反應(yīng)生成硝酸；
②NO₂與NaHCO₃溶液反應(yīng)生成NaNO₂，此時(shí)氮的化合價(jià)降低，根據(jù)氧化還原反應(yīng)的原理可知，還應(yīng)有硝酸根生成；
（3）X中既有NaNO₂又有NaNO₃，在酸性條件下都能氧化碘離子；
（4）用所配的酸性KMnO₄溶液進(jìn)行滴定NaNO₂溶液，原來NaNO₂溶液無色，滴點(diǎn)終點(diǎn)時(shí)溶液由無色變?yōu)闇\紅色，根據(jù)反應(yīng)5NO₂^-+2MnO₄^-+6H⁺═5NO₃^-+2Mn²⁺+3H₂O，利用高錳酸鉀的物質(zhì)的量可計(jì)算出X中所含有的NaNO₂的物質(zhì)的量，進(jìn)而確定NaNO₂的濃度；

解答 解：（1）Cu與濃硝酸反應(yīng)生成硝酸銅、二氧化氮和水，反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式為Cu+4H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O，
故答案為：Cu+4H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O；
（2）①二氧化氮與水反應(yīng)也能生成硝酸根，所以檢驗(yàn)X中存在NO₃^-不能說明是NO₂和NaHCO₃溶液反應(yīng)生成了硝酸根，
故答案為：二氧化氮與水反應(yīng)也能生成硝酸根；
②NO₂與NaHCO₃溶液反應(yīng)生成NaNO₂，此時(shí)氮的化合價(jià)降低，根據(jù)氧化還原反應(yīng)的原理可知，還應(yīng)有硝酸根生成，所以NO₂與NaHCO₃溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NO₂+2NaHCO₃═NaNO₂+NaNO₃+2CO₂+H₂O，
故答案為：2NO₂+2NaHCO₃═NaNO₂+NaNO₃+2CO₂+H₂O；
（3）X中既有NaNO₂又有NaNO₃，NaNO₂和NaNO₃在酸性條件下都能氧化碘離子生成碘單質(zhì)，所以不能用KI淀粉溶液檢驗(yàn)X中存在NaNO₂，
故答案為：不能；NaNO₂和NaNO₃在酸性條件下都能氧化碘離子生成碘單質(zhì)；
（4）用所配的酸性KMnO₄溶液進(jìn)行滴定NaNO₂溶液，原來NaNO₂溶液無色，滴點(diǎn)終點(diǎn)時(shí)溶液由無色變?yōu)闇\紅色，所以滴點(diǎn)終點(diǎn)的現(xiàn)象是滴入最后一滴KMnO₄溶液時(shí)，溶液由無色變?yōu)闇\紅色且保持30s不褪色，高錳酸鉀的物質(zhì)的量為$\frac{6.32}{158}×\frac{25}{250}$mol=0.004mol，根據(jù)反應(yīng)5NO₂^-+2MnO₄^-+6H⁺═5NO₃^-+2Mn²⁺+3H₂O，可知20.00mL X溶液中所含有的NaNO₂的物質(zhì)的量為0.004mol×$\frac{5}{2}$=0.01mol，所以NaNO₂的濃度為$\frac{0.01mol}{0.02L}$=0.5mol/L，
故答案為：滴入最后一滴KMnO₄溶液時(shí)，溶液由無色變?yōu)闇\紅色且保持30s不褪色；0.5．

點(diǎn)評 本題考查較為綜合，以物質(zhì)的制備實(shí)驗(yàn)為載體，綜合考查實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、物質(zhì)的檢驗(yàn)、氧化還原滴定等知識(shí)，注意根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，題目難度中等．