Question

12．亚硝酸钠（NaNO₂）是一种常见的食品添加剂，使用时必须严格控制其用量．
某兴趣小组用下图所示装置制备NaNO₂并对其性质作如下探究：（A中加热装置已略去）

I【背景素材】
①2NO+Na₂O₂═2NaNO₂；
②NO能被酸性高锰酸钾氧化成NO₃^-，而MnO₄^-被还原为Mn²⁺
③在酸性条件下NaNO₂能氧化SO₂．
Ⅱ【制备NaNO₂】
（1）装置A三颈烧瓶中发生反应的化学方程式为C+4HNO₃（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O．
（2）B装置的目的是将NO₂转化为NO、铜与稀硝酸反应生成NO．
（3）为保证制得的亚硝酸钠的纯度，应在装置B、C间增加装置E，E中盛放的试剂应是BD（填字母）．
A．P₂O₅      B．碱石灰            C．无水CaCl₂             D．生石灰
（4）D装置的作用是吸收有毒的NO气体，避免污染空气．
【NaNO₂性质探究】．
（5）①将NaNO₂滴加到酸性高锰酸钾溶液中，可观察到紫色溶液颜色变浅，直至褪色．该反应的化学方程式为2MnO₄^-+5NO₂^-+6H⁺=2Mn ²⁺+3H₂O+5NO₃^-．
②将SO₂通入用稀盐酸酸化的NaNO₂溶液中，为证明有氧化还原反应发生，设计实验操作是取少量试液于试管中，向试管内滴加盐酸酸化的氯化钡溶液，如果有白色沉淀生成就说明含有硫酸根离子，则二者发生氧化还原反应．
【问题讨论】
（6）NaNO₂中毒是将血红蛋白中的Fe（Ⅱ）氧化成Fe（Ⅲ），从而破坏血红蛋白的输氧功能，用亚甲基蓝（还原态）可以将Fe（Ⅲ）还原成Fe（Ⅱ）（亚甲基蓝由还原态变为氧化态），从而救治NaNO₂中毒．下列结构中，属于亚甲基蓝还原态的是B（填序号）．

Answer 1

分析 A装置用于制备二氧化氮，二氧化氮进入B装置后和水反应生成NO和硝酸，硝酸和Cu反应生成NO，根据①2NO+Na₂O₂═2NaNO₂知，NO和过氧化钠反应生成亚硝酸钠，根据②NO能被酸性高锰酸钾氧化成NO₃^-、而MnO₄^-被还原为Mn²⁺知，未反应的NO被酸性高锰酸钾溶液氧化生成NO₃^-，
（1）装置A中在加热条件下，C和浓硝酸发生氧化还原反应生成二氧化碳、二氧化氮和水；
（2）B装置中的水能和二氧化氮反应生成NO，且生成的硝酸也能和Cu反应生成NO；
（3）得到的NO气体中还含有二氧化碳气体，二氧化碳能和过氧化钠反应生成碳酸钠，所以为保证制得的亚硝酸钠的纯度，应该除去二氧化碳气体，二氧化碳气体是酸性气体，应该用碱性物质除去；
（4）NO有毒不能直接排空，可以用高锰酸钾溶液吸收；
（5）①将NaNO₂滴加到酸性高锰酸钾溶液中，可观察到紫色溶液颜色变浅，直至褪色，说明二者发生氧化还原反应，亚硝酸根离子被氧化生成硝酸根离子，高锰酸根离子被还原生成锰离子；
②将SO₂通入用稀盐酸酸化的NaNO₂溶液中，二者发生氧化还原反应生成硫酸根离子，为证明有氧化还原反应发生，用盐酸酸化的氯化钡溶液检验硫酸根离子；
【问题讨论】
（6）比较AB结构知，B结构比A结构多H原子，则B为还原态．

解答 解：A装置用于制备二氧化氮，二氧化氮进入B装置后和水反应生成NO和硝酸，硝酸和Cu反应生成NO，根据①2NO+Na₂O₂═2NaNO₂知，NO和过氧化钠反应生成亚硝酸钠，根据②NO能被酸性高锰酸钾氧化成NO₃^-、而MnO₄^-被还原为Mn²⁺知，未反应的NO被酸性高锰酸钾溶液氧化生成NO₃^-，
（1）装置A中在加热条件下，C和浓硝酸发生氧化还原反应生成二氧化碳、二氧化氮和水，反应方程式为C+4HNO₃（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O，故答案为：C+4HNO₃（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O；
（2）B装置的目的是①将NO₂转化为NO、②铜与稀硝酸反应生成NO，故答案为：将NO₂转化为NO；铜与稀硝酸反应生成NO；
（3）得到的NO气体中还含有二氧化碳气体，二氧化碳能和过氧化钠反应生成碳酸钠，所以为保证制得的亚硝酸钠的纯度，应该除去二氧化碳气体，二氧化碳气体是酸性气体，应该用碱性物质除去，故选BD；
（4）由信息可知，E装置的作用是吸收有毒的NO气体，避免污染空气，故答案为：吸收有毒的NO气体，避免污染空气；
（5）①将NaNO₂滴加到酸性高锰酸钾溶液中，可观察到紫色溶液颜色变浅，直至褪色，说明二者发生氧化还原反应，亚硝酸根离子被氧化生成硝酸根离子，高锰酸根离子被还原生成锰离子，离子方程式为2MnO₄^-+5NO₂^-+6H⁺=2Mn ²⁺+3H₂O+5NO₃^-，
故答案为：2MnO₄^-+5NO₂^-+6H⁺=2Mn ²⁺+3H₂O+5NO₃^-；
②将SO₂通入用稀盐酸酸化的NaNO₂溶液中，二者发生氧化还原反应生成硫酸根离子，为证明有氧化还原反应发生，用盐酸酸化的氯化钡溶液检验硫酸根离子，其操作方法为：取少量试液于试管中，向试管内滴加盐酸酸化的氯化钡溶液，如果有白色沉淀生成就说明含有硫酸根离子，则二者发生氧化还原反应，
故答案为：取少量试液于试管中，向试管内滴加盐酸酸化的氯化钡溶液，如果有白色沉淀生成就说明含有硫酸根离子，则二者发生氧化还原反应；
（6）比较AB结构知，B结构比A结构多H原子，则B为还原态，故答案为：B．

点评 本题考查物质的制备实验，为高频考点，把握制备实验原理、实验装置的作用、氧化还原反应的应用为解答的关键，侧重分析与实验及应用能力的综合考查，题目难度中等．