Question

18．工业上常用亚硝酸钠（NaNO₂）作媒染剂、漂白剂、钢材缓蚀剂、金属热处理剂．某兴趣小组用下列装置制备NaNO₂并探究NO、NO₂的某一化学性质（A中加热装置已略去）．

已知：
①2NO+Na₂O₂═2NaNO₂；
②NO能被酸性KMnO₄氧化成NO₃^-，MnO₄^-被还原为Mn²⁺．
请回答下列问题：
（1）装置A三颈烧瓶中发生反应的化学方程式为Cu+4HNO₃（浓）=Cu（NO₃）₂+4NO₂↑+2H₂O．
（2）用图中的装置制备NaNO₂，其连接顺序为：a→debcfg（b与c、f与g可以交换→h（按气流方向，用小写字母表示），此时活塞K₁、K₂如何操作关闭K₁，打开K₂．
（3）E装置发生反应的离子方程式是3MnO₄^-+4H⁺+5NO=3Mn²⁺+5NO₃^-+2H₂O．
（4）通过查阅资料，NO₂或NO可能与溶液中Fe²⁺发生反应．某同学选择上述装置并按A→C→E顺序连接，E中装入FeSO₄溶液，进行如下实验探究．

步骤	操作及现象
①	关闭K2，打开K1，打开弹簧夹通一段时间的氮气，夹紧弹簧夹，开始A中反应，一段时间后，观察到E中溶液逐渐变为深棕色．
②	停止A中反应，打开弹簧夹和K2、关闭K1，持续通入N2一段时间．
③	更换新的E装置，再通一段时间N2后关闭弹簧夹，使A中反应继续，观察到的现象与步骤①中相同．

步骤②操作的目的是排尽装置中残留的NO₂；步骤③C瓶中发生的化学方程式为3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO；
通过实验可以得出：NO（填“NO₂、NO中的一种或两种”）和溶液中Fe²⁺发生反应使溶液呈深棕色．

Answer 1

分析 制备NaNO₂，A装置由铜与浓硝酸反应：Cu+4HNO₃（浓）=Cu（NO₃）₂+4NO₂↑+2H₂O，制备NO₂，由NO₂与水反应3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，为反应充分，关闭K₁，打开K₂，制备NO与过氧化钠在D中反应生成亚硝酸钠，NO不能直接排放到空气中，用酸性高锰酸钾吸收：3MnO₄^-+4H⁺+5NO=3Mn²⁺+5NO₃^-+2H₂O，据此分析；
探究NO₂或NO可能与溶液中Fe²⁺发生反应：选择上述装置并按A→C→E顺序连接，E中装入FeSO₄溶液：①关闭K₂，打开K₁，打开弹簧夹通一段时间的氮气，夹紧弹簧夹，开始A中反应，一段时间后，观察到E中溶液逐渐变为深棕色，说明NO₂或NO与溶液中Fe²⁺发生反应；②停止A中反应，打开弹簧夹和K₂、关闭K₁，持续通入N₂一段时间，将装置中残留的二氧化氮排尽，并在C中与水反应，3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO；③更换新的E装置，再通一段时间N₂后关闭弹簧夹，使A中反应继续，观察到的现象与步骤①中相同，经过步骤②，进入E装置的气体为NO，E中溶液变为深棕色，说明是NO与和溶液中Fe²⁺发生反应使溶液呈深棕色．

解答 解：（1）装置A三颈烧瓶中铜与浓硝酸发生反应之被逼二氧化氮，化学方程式为：Cu+4HNO₃（浓）=Cu（NO₃）₂+4NO₂↑+2H₂O；
故答案为：Cu+4HNO₃（浓）=Cu（NO₃）₂+4NO₂↑+2H₂O；
（2）制备NaNO₂，A装置制备NO₂，由NO₂与水反应制备NO，为反应充分，关闭K₁，打开K₂，则a连接d，过氧化钠与水反应，故NO先干燥再与过氧化钠反应，e连接U形干燥管b，与过氧化钠在D中反应生成亚硝酸钠，c连接f，NO不能直接排放到空气中，用酸性高锰酸钾吸收，g连接h；
故答案为：debcfg（b与c、f与g可以交换）；关闭K₁，打开K₂；
（3）E装置为酸性高锰酸钾与NO的反应，NO能被酸性KMnO₄氧化成NO₃^-，MnO₄^-被还原为Mn²⁺，离子方程式为：3MnO₄^-+4H⁺+5NO=3Mn²⁺+5NO₃^-+2H₂O；
故答案为：3MnO₄^-+4H⁺+5NO=3Mn²⁺+5NO₃^-+2H₂O；
（4）①关闭K₂，打开K₁，打开弹簧夹通一段时间的氮气，夹紧弹簧夹，开始A中反应，一段时间后，观察到E中溶液逐渐变为深棕色，说明NO₂或NO与溶液中Fe²⁺发生反应；②停止A中反应，打开弹簧夹和K₂、关闭K₁，持续通入N₂一段时间，将装置中残留的二氧化氮排尽，并在C中与水反应，3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO；③更换新的E装置，再通一段时间N₂后关闭弹簧夹，使A中反应继续，观察到的现象与步骤①中相同，经过步骤②，进入E装置的气体为NO，E中溶液变为深棕色，说明是NO与和溶液中Fe²⁺发生反应使溶液呈深棕色；
故答案为：排尽装置中残留的NO₂；3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO；NO．

点评 本题考查了物质制备方案设计和物质性质探究，主要考查了化学方程式的书写、实验方案评价、氧化还原反应、环境保护等，题目难度中等，侧重于考查学生的分析问题和解决问题的能量，注意相关基础知识的学习与积累．