Question

16．亚硝酸钠（NaNO₂）外观酷似食盐且有咸味，是一种常用的发色剂和防腐剂，使用过量会使人中毒，国际上对食品中亚硝酸钠的用量控制在很低的水平上．某学习小组针对亚硝酸钠设计了如下实验：
实验Ⅰ制备NaNO₂
该小组查阅资料知：2NO+Na₂O₂=2NaNO₂；2NO₂+Na₂O₂=2NaNO₃
设计制备装置如下（夹持装置略去）：

（1）如果没有B装置，C中发生的副反应有2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑，2NO+O₂=2NO₂．
（2）装置D可将剩余的NO氧化成NO₃^-，发生反应的离子方程式为5NO+3MnO₄^-+4H⁺=5NO₃^-+3Mn²⁺+2H₂O．
（3）甲同学检查完装置气密性良好后进行实验，发现制得的NaNO₂中混有较多的NaNO₃杂质．于是在A与B装置间增加了在A、B之间增加装有水的洗气瓶装置，改进后提高了NaNO₂的纯度．
实验Ⅱ测定制取的样品中NaNO₂的含量
步骤：a．在5个有编号的带刻度试管（比色管）中分别加入不同量的NaNO₂溶液，各加入1mL的M溶液（M遇NaNO₂呈紫红色，NaNO₂浓度越大颜色越深），再加蒸馏水至总体积均为10mL并振荡，制成标准色阶：
b．称量0.10g制得的样品溶于水配成500mL溶液．再取5mL待测液，加入1mL M溶液，后加蒸馏水至10mL振荡，与标准色阶比较．

试管编号	①	②	③	④	⑤
NaNO2含量/mg•L-1	0	20	40	60	80

（4）步骤b中比较结果是：待测液颜色与④号色阶相同．则甲同学制得的样品中NaN0₂的质量分数是：60%．
（5）用目视比色法证明维生素C可以有效降低NaNO₂的含量．设计并完成下列实验报告．

实验方案	实验现象	实验结论
取5mL 待测液，加入一定量的维生素C，振荡， 再加入1mL M溶液，加入至蒸馏水10mL，再振荡， 与④号色阶对比．	紫红色比④色阶浅	维生素C 可以有效降低NaNO2的含量．

Answer 1

分析 （1）金属铜和稀硝酸制得的一氧化氮中含有水，会和过氧化钠发生反应产生氧气，氧气极易把一氧化氮氧化；
（2）高锰酸钾具有氧化性，能将一氧化氮氧化，根据电子守恒配平方程式即可；
（3）硝酸具有挥发性，会干扰实验结果，据此回答分析；
（4）根据物质纯度计算公式纯度=$\frac{物质含量}{样品质量}$×100%；
（5）根据维生素C的作用以及要和（4）中的甲同学的实验方案形成对比试验，进行实验设计．

解答 解：（1）金属铜和稀硝酸制得的一氧化氮中含有水，水会和过氧化钠发生反应产生氧气，2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑，生成的氧气极易把一氧化氮氧化为二氧化氮，即2NO+O₂=NO₂，
故答案为：2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑；2NO+O₂=2NO₂；
（2）高锰酸钾具有氧化性，能将一氧化氮氧化，反应的实质是：5NO+3MnO₄^-+4H⁺=5NO₃^-+3Mn²⁺+2H₂O，
故答案为：5NO+3MnO₄^-+4H⁺=5NO₃^-+3Mn²⁺+2H₂O；
（3）由于获得一氧化氮所用的硝酸具有挥发性，这样会干扰实验结果，可以在A、B之间增加装有水的洗气瓶，减小实验误差，
故答案为：在A、B之间增加装有水的洗气瓶；
（4）甲待测液颜色与④号色阶相同，则甲同学制得的样品中NaN0₂的纯度是$\frac{60×10{\;}^{-3}g×100}{0.1g}$×100%=60%，
故答案为：60%；
（5）要和（4）中的甲同学的实验方案形成对比试验，同样可以是先取5mL待测液，然后加入维生素C，并加入1 mLM溶液，最后加入蒸馏水至10mL，若紫红色比③色阶浅，说明亚硝酸钠的含量低，则可以证明维生素C可以有效降低NaNO₂的含量．
故答案为：维生素C；加入至蒸馏水10mL；紫红色比④色阶浅．

点评 本题是一道实验方案的设计和探究题，考查学生分析和解决问题的能力，综合性强，难度大．