Question

【題目】亞硝酸鈉被稱為工業鹽，在漂白、電鍍等方面應用廣泛。某小組制備亞硝酸鈉的實驗裝置如圖所示(部分夾持裝置已略去)。

已知：

①2NO+Na2O2=2NaNO2、2NaNO2+O2=2NaNO3

②3NaNO2+3HCl=3NaCl+HNO3+2NO↑+H2O

③酸性條件下，NO或NO2都能與MnO4-反應生成NO3-和Mn2+

回答下列問題：

(1)反應前需先打開彈簧夾，通入氮氣排盡裝置中的空氣，原因是__________________。

(2)裝置A中反應的化學方程式為_________________；裝置B中的實驗現象為_____________，銅片逐漸溶解并有氣泡產生。

(3)若省略裝置C，則裝置D中的固體產物除NaNO2、NaOH外，還有__________、___________(填化學式)。檢驗產物中含有NaNO2的方法是：取少量樣品于試管中，_____________________，則說明產物中含有NaNO2。

(4)裝置E的作用是___________________________。

(5)NaNO2有像食鹽一樣的咸味，但能引起中毒。已知亞硝酸鈉能發生如下反應：2NaNO2+4HI＝2NO+I2+2NaI+2H2O。根據上述反應，可以用試劑和生活中常見的物質進行實驗，以鑒別亞硝酸鈉和食鹽。進行實驗時，除樣品外必須選用的物質有_________(填標號)。

a.白酒 b.碘化鉀、淀粉溶液 c.白醋 d.白糖

(6)充分反應后，該小組設計實驗檢測產物中NaNO2的含量。稱取裝置D中固體2.3000g，完全溶解配制成溶液l00mL，取出25.00mL溶液用0.100mol·L-1酸性KMnO4溶液進行滴定(雜質不與KMnO4反應)，三次滴定平均消耗KMnO4溶液30.00mL，則樣品中NaNO2的質量分數為_______________。(已知：NaNO2的摩爾質量為69g·mol-1)

Answer 1

【答案】 NO會被空氣氧化為NO2 C+4HNO3(濃)CO2↑ +4NO2↑+2H2O 紅棕色氣體變為無色，溶液變藍 Na2CO3 NaNO3 加入稀鹽酸，若產生無色氣體并在試管口變為紅棕色 防止水蒸氣從裝置F進入D中 bc 90.0%

【解析】分析：本題考查NaNO2的制備、物質的檢驗與鑒別、NaNO2質量分數的測定、N及其化合物的性質、Na2O2的性質。根據裝置圖，A裝置中木炭與濃硝酸共熱反應生成CO2、NO2和H2O；將生成的氣體通入B裝置中，NO2與水反應生成HNO3和NO，Cu與稀HNO3反應生成Cu（NO3）2、NO和H2O；Na2O2能與CO2、H2O反應，在C裝置中，氣體中的CO2和H2O（g）被堿石灰吸收，得到干燥純凈的NO；D裝置中NO與Na2O2反應制得NaNO2；由于Na2O2能與H2O反應，E中堿石灰的作用是防止水蒸氣從裝置F進入D中；根據已知③，F中酸性KMnO4用于吸收尾氣。由于NO能與O2反應生成NO2，所以實驗前必須排盡裝置中的空氣。根據反應“3NaNO2+3HCl=3NaCl+HNO3+2NO↑+H2O”檢驗NaNO2。根據反應“2NaNO2+4HI=2NO↑+I2+2NaI+2H2O”，鑒別NaNO2和NaCl，選擇碘化鉀、淀粉溶液和白醋。根據NaNO2與酸性KMnO4溶液的反應計算NaNO2的質量，進一步計算NaNO2的質量分數。

詳解：（1）由于NO能與O2反應生成NO2，所以實驗前必須排盡裝置中的空氣。反應前需先打開彈簧夾，通入N2排盡裝置中的空氣，原因是：NO會被空氣氧化成NO2。

（2）裝置A中木炭與濃HNO3共熱反應生成CO2、NO2和H2O，反應的化學方程式為C+4HNO3（濃）CO2↑+4NO2↑+2H2O。裝置B中發生的反應為：3NO2+H2O=2HNO3+NO、3Cu+8HNO3（稀）=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O，裝置B中的實驗現象為：紅棕色氣體變為無色，溶液變藍，銅片逐漸溶解并有氣泡產生。

（3）若省略裝置C，通入裝置D中的NO混有CO2、H2O（g），裝置D中發生的反應有：2NO+Na2O2=2NaNO2、2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2、2NaNO2+O2=2NaNO3，裝置D中的固體產物除NaNO2、NaOH外，還有Na2CO3、NaNO3。根據已知②：3NaNO2+3HCl=3NaCl+HNO3+2NO↑+H2O，NaNO2與HCl反應產生無色的NO氣體，NO遇空氣會變為紅棕色；檢驗產物中含有NaNO2的方法是：取少量樣品于試管中，加入稀鹽酸，若產生無色氣體并在試管口變為紅棕色，則說明產物中含NaNO2。

（4）由于Na2O2能與H2O反應，裝置E的作用是：防止水蒸氣從裝置F進入D中。

（5）亞硝酸鈉能發生如下反應：2NaNO2+4HI=2NO↑+I2+2NaI+2H2O，該反應的離子方程式為2NO2-+4H++2I-=2NO↑+I2+2H2O，NaCl與HI不反應；鑒別NaNO2和食鹽的實驗操作為：分別取兩種固體少許于兩支試管中，溶于水，向其中加入白醋、KI和淀粉溶液，溶液變藍的為NaNO2，無明顯現象的為NaCl；所以鑒別NaNO2和食鹽，除樣品外必須選用的物質是KI、淀粉溶液和白醋，答案選bc。

（6）NaNO2與酸性KMnO4溶液反應時，NO2-被氧化成NO3-，MnO4-被還原成Mn2+，根據得失電子守恒，2n（NaNO2）=5n（KMnO4），25.00mL溶液中n（NaNO2）=n（KMnO4）=0.100mol/L0.03L=0.0075mol，2.3000g固體中n（NaNO2）=0.0075mol=0.03mol，m（NaNO2）=0.03mol69g/mol=2.07g，樣品中NaNO2的質量分數為100%=90.0%。