Question

7．亚硝酸盐是一种常见的食品添加剂，使用时必须严格控制其用量．为检测某食品中亚硝酸盐含量（通常以1kg样品中含NaNO₂的质量计，假定食品本身不参与反应），某研究小组设计了如下实验方案：

（1）实验过程中需配制500mL 0.0010mol/L （NH₄）₂Fe（SO₄）₂标准溶液，如下图所示的仪器中肯定不需要的是AC（填序号），配制上述溶液还需要用到的玻璃仪器是烧杯、玻璃棒（填仪器名称）．配制溶液时，定容的操作方法是向容量瓶中加水至离刻度线1～2cm时，改用胶头滴管滴加水至液面与刻度线相切．

（2）已知亚硝酸钠（NaNO₂）的水溶液呈弱碱性，则亚硝酸的电离方程式为HNO₂?H⁺+NO₂^-．
（3）完成并配平实验方案中反应①的离子方程式，并用单线桥表示电子转移的方向和数目：
□MnO₄^-+□NO₂^-+□H⁺═□Mn²⁺+□NO₃^-+□H₂O，
（4）若称取样品a g进行测定，准确量取12.00mL 0.0005mol/L的酸性KMnO₄溶液（过量）与溶液A反应．反应后溶液用0.0010mol/L（NH₄）₂Fe（SO₄）₂标准溶液滴定至紫色溶液刚好褪去；重复上述实验2次，平均消耗（NH₄）₂Fe（SO₄）₂溶液10.00mL，则1kg样品中 NaNO₂的质量为$\frac{690}{a}$mg（用含a的代数式表示）．

Answer 1

分析 （1）根据溶液的配制过程，结合各仪器的作用选取仪器，配制一定物质的量浓度的溶液需要容量瓶、胶头滴管、量筒，不需要烧瓶、分液漏斗，定容方法是向容量瓶中加水至离刻度线1～2cm时，改用胶头滴管滴加水至液面与刻度线相切；
（2）已知亚硝酸钠（NaNO₂）的水溶液呈弱碱性，说明是强碱弱酸盐，溶液中亚硝酸根离子水解，亚硝酸为弱酸；
（3）依据氧化还原反应电子守恒，结合元素化合价变化升降守恒配平书写离子方程式；
（4）利用高锰酸钾氧化亚硝酸根离子为硝酸根离子，过量的高锰酸钾被硫酸亚铁铵还原恰好反应，结合离子方程式的定量关系计算得到．

解答 解：（1）用容量瓶配制溶液，用胶头滴管定容；还需要用到的仪器有：溶解或稀释药品的烧杯、搅拌或引流用的玻璃棒，配制溶液时，定容的操作方法是，向容量瓶中加水至离刻度线1～2cm时，改用胶头滴管滴加水至液面与刻度线相切，
故答案为：AC；烧杯和玻璃棒；向容量瓶中加水至离刻度线1～2cm时，改用胶头滴管滴加水至液面与刻度线相切；
（2）已知亚硝酸钠（NaNO₂）的水溶液呈弱碱性，说明是强碱弱酸盐，溶液中亚硝酸根离子水解，亚硝酸为弱酸，亚硝酸的电离方程式为：HNO₂?H⁺+NO₂^-，
故答案为：HNO₂?H⁺+NO₂^-；
（3）高锰酸根离子与亚硝酸根离子发生氧化还原反应，其中Mn元素的化合价从+7价降低到+2价，作氧化剂，而N元素的化合价从+3价升高到+5价，根据得失电子守恒，则高锰酸根离子、锰离子的系数是2，硝酸根、亚硝酸根离子的系数是5，根据电荷守恒，则反应物中有氢离子参加，；根据元素守恒，则产物中有水生成，氢离子的系数是6，水的系数是3，依据化合价变化升降相同和原子守恒配平写出离子方程式为：2MnO₄^-+5NO₂^-+6H⁺=2 Mn²⁺+5NO₃^-+3H₂O，单线桥表示电子的转移方向和数目，从还原剂指向氧化剂，方程式为：
故答案为：；
（4）依据反应过程和离子方程式可知
         MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O，
         1     5
    2×10^-6mol   0.0010mol/L×0.01L
与亚硝酸根离子反应的高锰酸钾物质的量=0.012.00L×0.0005mol/L-2×10^-6mol=4×10^-6mol；
     2MnO₄^-+5NO₂^-+6H⁺=2 Mn²⁺+5NO₃^-+3H₂O；
     2      5
 4×10^-6mol  10^-5mol
ag样品含 NaNO₂的质量为69g/mol×10^-5mol=6.9×10^-4g；
1000g样品中含NaNO₂的质量=$\frac{6.9×1{0}^{-4}mol×1000g}{ag}$=$\frac{0.69}{a}$g=$\frac{690}{a}$mg；
故答案为：$\frac{690}{a}$．

点评 本题考查了反应流程的分析判断，氧化还原反应的离子方程式书写和配平，物质性质的分析应用，滴定实验过程分析计算应用是解题关键，题目难度中等．