Question

【题目】亚硝酸钠被称为工业盐，在漂白、电镀等方面应用广泛。某小组制备亚硝酸钠的实验装置如图所示(部分夹持装置已略去)。

已知：

①2NO+Na2O2=2NaNO2、2NaNO2+O2=2NaNO3

②3NaNO2+3HCl=3NaCl+HNO3+2NO↑+H2O

③酸性条件下，NO或NO2都能与MnO4-反应生成NO3-和Mn2+

回答下列问题：

(1)反应前需先打开弹簧夹，通入氮气排尽装置中的空气，原因是__________________。

(2)装置A中反应的化学方程式为_________________；装置B中的实验现象为_____________，铜片逐渐溶解并有气泡产生。

(3)若省略装置C，则装置D中的固体产物除NaNO2、NaOH外，还有__________、___________(填化学式)。检验产物中含有NaNO2的方法是：取少量样品于试管中，_____________________，则说明产物中含有NaNO2。

(4)装置E的作用是___________________________。

(5)NaNO2有像食盐一样的咸味，但能引起中毒。已知亚硝酸钠能发生如下反应：2NaNO2+4HI＝2NO+I2+2NaI+2H2O。根据上述反应，可以用试剂和生活中常见的物质进行实验，以鉴别亚硝酸钠和食盐。进行实验时，除样品外必须选用的物质有_________(填标号)。

a.白酒 b.碘化钾、淀粉溶液 c.白醋 d.白糖

(6)充分反应后，该小组设计实验检测产物中NaNO2的含量。称取装置D中固体2.3000g，完全溶解配制成溶液l00mL，取出25.00mL溶液用0.100mol·L-1酸性KMnO4溶液进行滴定(杂质不与KMnO4反应)，三次滴定平均消耗KMnO4溶液30.00mL，则样品中NaNO2的质量分数为_______________。(已知：NaNO2的摩尔质量为69g·mol-1)

Answer 1

【答案】 NO会被空气氧化为NO2 C+4HNO3(浓)CO2↑ +4NO2↑+2H2O 红棕色气体变为无色，溶液变蓝 Na2CO3 NaNO3 加入稀盐酸，若产生无色气体并在试管口变为红棕色 防止水蒸气从装置F进入D中 bc 90.0%

【解析】分析：本题考查NaNO2的制备、物质的检验与鉴别、NaNO2质量分数的测定、N及其化合物的性质、Na2O2的性质。根据装置图，A装置中木炭与浓硝酸共热反应生成CO2、NO2和H2O；将生成的气体通入B装置中，NO2与水反应生成HNO3和NO，Cu与稀HNO3反应生成Cu（NO3）2、NO和H2O；Na2O2能与CO2、H2O反应，在C装置中，气体中的CO2和H2O（g）被碱石灰吸收，得到干燥纯净的NO；D装置中NO与Na2O2反应制得NaNO2；由于Na2O2能与H2O反应，E中碱石灰的作用是防止水蒸气从装置F进入D中；根据已知③，F中酸性KMnO4用于吸收尾气。由于NO能与O2反应生成NO2，所以实验前必须排尽装置中的空气。根据反应“3NaNO2+3HCl=3NaCl+HNO3+2NO↑+H2O”检验NaNO2。根据反应“2NaNO2+4HI=2NO↑+I2+2NaI+2H2O”，鉴别NaNO2和NaCl，选择碘化钾、淀粉溶液和白醋。根据NaNO2与酸性KMnO4溶液的反应计算NaNO2的质量，进一步计算NaNO2的质量分数。

详解：（1）由于NO能与O2反应生成NO2，所以实验前必须排尽装置中的空气。反应前需先打开弹簧夹，通入N2排尽装置中的空气，原因是：NO会被空气氧化成NO2。

（2）装置A中木炭与浓HNO3共热反应生成CO2、NO2和H2O，反应的化学方程式为C+4HNO3（浓）CO2↑+4NO2↑+2H2O。装置B中发生的反应为：3NO2+H2O=2HNO3+NO、3Cu+8HNO3（稀）=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O，装置B中的实验现象为：红棕色气体变为无色，溶液变蓝，铜片逐渐溶解并有气泡产生。

（3）若省略装置C，通入装置D中的NO混有CO2、H2O（g），装置D中发生的反应有：2NO+Na2O2=2NaNO2、2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2、2NaNO2+O2=2NaNO3，装置D中的固体产物除NaNO2、NaOH外，还有Na2CO3、NaNO3。根据已知②：3NaNO2+3HCl=3NaCl+HNO3+2NO↑+H2O，NaNO2与HCl反应产生无色的NO气体，NO遇空气会变为红棕色；检验产物中含有NaNO2的方法是：取少量样品于试管中，加入稀盐酸，若产生无色气体并在试管口变为红棕色，则说明产物中含NaNO2。

（4）由于Na2O2能与H2O反应，装置E的作用是：防止水蒸气从装置F进入D中。

（5）亚硝酸钠能发生如下反应：2NaNO2+4HI=2NO↑+I2+2NaI+2H2O，该反应的离子方程式为2NO2-+4H++2I-=2NO↑+I2+2H2O，NaCl与HI不反应；鉴别NaNO2和食盐的实验操作为：分别取两种固体少许于两支试管中，溶于水，向其中加入白醋、KI和淀粉溶液，溶液变蓝的为NaNO2，无明显现象的为NaCl；所以鉴别NaNO2和食盐，除样品外必须选用的物质是KI、淀粉溶液和白醋，答案选bc。

（6）NaNO2与酸性KMnO4溶液反应时，NO2-被氧化成NO3-，MnO4-被还原成Mn2+，根据得失电子守恒，2n（NaNO2）=5n（KMnO4），25.00mL溶液中n（NaNO2）=n（KMnO4）=0.100mol/L0.03L=0.0075mol，2.3000g固体中n（NaNO2）=0.0075mol=0.03mol，m（NaNO2）=0.03mol69g/mol=2.07g，样品中NaNO2的质量分数为100%=90.0%。