Question

【題目】亞硝酸鈉是重要的防腐劑。某化學興趣小組以碳和濃硝酸為起始原料，設計如下裝置利用一氧化氮與過氧化鈉反應制備亞硝酸鈉。（夾持裝置和A中加熱裝置已略，氣密性已檢驗）

查閱資料：①HNO2為弱酸，室溫下存在反應3HNO2＝HNO3＋2NO↑＋H2O；

②在酸性溶液中，NO2－可將MnO4－還原為Mn2＋且無氣體生成。

③NO不與堿反應，可被酸性KMnO4溶液氧化為硝酸

實驗操作：①關閉彈簧夾，打開A中分液漏斗活塞，滴加一定量濃硝酸，加熱；

②一段時間后停止加熱；

③從C中取少量固體，檢驗是否是亞硝酸鈉。

（1）A中反應的化學方程式是 。

（2）B中觀察的主要現象是 ，D裝置的作用是 。

（3）檢驗C中產物有亞硝酸鈉的操作是 。

（4）經檢驗C產物中亞硝酸鈉含量較少。

a．甲同學認為C中產物不僅有亞硝酸鈉，還有碳酸鈉和氫氧化鈉。

生成碳酸鈉的化學方程式是 。為排除干擾甲在B、C裝置間增加裝置E，E中盛放的試劑應是 （寫名稱）。

b．乙同學認為除上述干擾因素外，還會有空氣參與反應導致產品不純，所以在實驗操作①前應增加一步操作，該操作是 。

（5）實驗經改進后可制得較純亞硝酸鈉，下列說法正確的是 。

a．亞硝酸鈉有咸味，可代替食鹽食用

b．常溫下，0.1mol/L亞硝酸溶液pH>1

c．已知亞硝酸電離平衡常數為Ka；亞硝酸根水解常數為Kh；水的離子積為Kw；則三者關系為：Ka·Kh＝Kw

d．0.1mol/L亞硝酸鈉溶液中存在：c(NO2-)>c(Na+)>c(OH-)>c(H+)

Answer 1

【答案】（1）C+4HNO3（濃）CO2↑+4NO2↑+2H2O；（2）溶液變藍，銅片溶解，無色氣體冒出；除去未反應的NO，防止污染空氣（3）將生成物置于試管中，加入稀硫酸，若產生無色氣體并在液面上方變為紅棕色，則D中產物是亞硝酸鈉。（反應的離子方程式是3NO2－＋2H＋＝NO3－＋2NO↑＋H2O）或者：將生成物置于試管中，加入酸性KMnO4溶液，若無氣泡產生，溶液紫色褪去，則D中產物是亞硝酸鈉，（反應的離子方程式是5NO2－＋2MnO4－＋6H＋＝5NO3－＋2Mn2＋＋3H2O）a．2CO2+2Na2O2===2Na2CO3+O2，堿石灰（1分）b．打開彈簧夾，通入N2一段時間（5）bc

【解析】

試題分析：（1）裝置A中是濃硝酸和碳加熱發生的反應，反應生成二氧化氮、二氧化碳和水，反應方程式為C+4HNO3（濃）CO2↑+4NO2↑+2H2O；

（2）生成的NO2溶于水生成硝酸，硝酸與銅反應，則B中觀察的主要現象是溶液變藍，銅片溶解，無色氣體冒出；實驗中的尾氣NO，會污染空氣，所以D裝置的作用是除去未反應的NO，防止污染空氣；

（3）檢驗亞硝酸鈉的實驗設計為將生成物置于試管中，加入稀硫酸，若產生無色氣體并在液面上方變為紅棕色，則D中產物是亞硝酸鈉，或將生成物置于試管中，加入酸性KMnO4溶液，若無氣泡產生，溶液紫色褪去，則D中產物是亞硝酸鈉；

（4）a、產生的CO2能與過氧化鈉反應生成碳酸鈉，方程式為2CO2+2Na2O2＝2Na2CO3+O2。為排除干擾在B、C裝置間增加裝置E，E中盛放的試劑應堿石灰，用來吸收二氧化碳；

b、為避免裝置中的空氣導致產品不純，需要打開彈簧夾通入氮氣排凈裝置中的空氣；

（5）a．亞硝酸有毒不可代替食鹽食用，a錯誤；B．亞硝酸是弱酸，0.1mol/L亞硝酸溶液pH>1，b正確；C．已知亞硝酸電離平衡常數為Ka；亞硝酸根水解常數為Kh；水的離子積為Kw；則三者關系為：Ka·Kh＝Kw，c正確；D．亞硝酸鈉是強堿弱酸鹽，0.1mol/L亞硝酸鈉溶液中存在：c(Na+)>c(NO2-)>c(OH-)>c(H+)，d錯誤，答案選bc。