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7.某化学兴趣小组以木炭和浓硝酸为起始原料,探究一氧化氮与过氧化钠反应制备亚硝酸钠.设计装置如下(忽略装置中空气的影响).已知:酸性溶液中,NO2-可将MnO4-还原为Mn2+且无气体生成.请回答下列问题:

(1)组装好仪器后,必须进行的一项操作是检查装置的气密性;
(2)装置A的试管中发生反应的化学方程式是C+4HNO3(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO2↑+4NO2↑+2H2O ;
(3)试写出检验D中产物是亚硝酸钠的方法:将生成物置于试管中,加入稀硫酸,若产生无色气体并在液面上方变为红棕色,则D中产物是亚硝酸钠(或将生成物置于试管中,加入酸性KMnO4溶液,若溶液紫色褪去,则D中产物是亚硝酸钠);
(4)装置D中除生成NaNO2外,还有另一种固态物质Y,Y的化学式是NaOH;可以通过适当改进,不产生Y物质,请你提出改进方法:用装有碱石灰的干燥管代替C装置;
(5)将1.56g过氧化钠完全转化成为亚硝酸钠,理论上至少需要木炭0.36g.

分析 以木炭和浓硝酸为起始原料,探究一氧化氮与过氧化钠反应制备亚硝酸钠,由图可知,组装好仪器后,先检查装置的气密性,A中发生C+4HNO3(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO2↑+4NO2↑+2H2O,B中二氧化氮与水反应生成硝酸,然后Cu与硝酸反应生成NO,C中利用NaOH溶液吸收二氧化碳,在D中NO与过氧化钠反应生成亚硝酸钠,可能还发生水与过氧化钠的反应生成NaOH,结合信息在酸性溶液中,NO2-可将MnO4-还原为Mn2+且无气体生成,可知X吸收亚硝酸,以此来解答.
(1)组装好仪器后,必须进行的一项操作是检查装置的气密性;
(2)碳单质和浓硝酸加热反应生成二氧化氮、二氧化碳和水;
(3)酸性溶液中,NO2-可将MnO4-还原为Mn2+且无气体生成,检验亚硝酸钠,可以将其在酸性溶液中溶解产生一氧化氮,一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮,也可以将其与酸性高锰酸钾溶液反应;
(4)气体经过溶液会带出水蒸气,水和过氧化钠反应会产生氢氧化钠,用装有碱石灰的干燥管代替C装置可除水;
(5)n(Na2O2)=$\frac{1.56g}{78g/mol}$=0.02mol,根据2NO+Na2O2=2NaNO2、3NO2+H2O=2HNO3+NO、C+4HNO3(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO2↑+4NO2↑+2H2O计算需要C的质量.

解答 解:(1)该实验目的为:以木炭和浓硝酸为起始原料,探究一氧化氮与过氧化钠反应制备亚硝酸钠,因有气体参与反应且反应中需制备气体,所以组装好仪器后,必须进行的一项操作是检查装置的气密性,
故答案为:检查装置的气密性;
(2)装置A的试管中碳和浓硝酸反应,发生反应的化学方程式为:C+4HNO3(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO2↑+4NO2↑+2H2O,
故答案为:C+4HNO3(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO2↑+4NO2↑+2H2O;
(3)根据所给信息可知,若检验亚硝酸钠,可以将其在酸性溶液中溶解产生一氧化氮,一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮,也可以将其与酸性高锰酸钾溶液反应,则方法为将生成物置于试管中,加入稀硫酸,若产生无色气体并在液面上方变为红棕色,则D中产物是亚硝酸钠(或将生成物置于试管中,加入酸性KMnO4溶液,若溶液紫色褪去,则D中产物是亚硝酸钠),
故答案为:将生成物置于试管中,加入稀硫酸,若产生无色气体并在液面上方变为红棕色,则D中产物是亚硝酸钠(或将生成物置于试管中,加入酸性KMnO4溶液,若溶液紫色褪去,则D中产物是亚硝酸钠);
(4)由于NO通过氢氧化钠溶液进入D装置时会带入水蒸气,根据原子守恒可知,生成的固体物质应该还有NaOH;若要避免生成NaOH,应该除去水蒸气,则改进方法为用装有碱石灰的干燥管代替C装置,
故答案为:NaOH;用装有碱石灰的干燥管代替C装置;
(5)n(Na2O2)=$\frac{1.56g}{78g/mol}$=0.02mol,根据2NO+Na2O2=2NaNO2知,0.02mol过氧化钠反应需要0.04molNO,根据3NO2+H2O=2HNO3+NO知生成0.04molNO需要0.12mol二氧化氮、根据C+4HNO3(浓) $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO2↑+4NO2↑+2H2O知生成0.12mol二氧化氮需要0.03molC,则C的质量=12g/mol×0.03mol=0.36g,
故答案为:0.36.

点评 本题考查性质实验方案的评价及实验装置的综合应用,为高频考点,把握装置的作用、气体的制备实验等为解答的关键,侧重分析与实验能力的考查,注意碳、氮族元素化合物知识的综合应用,题目难度中等.

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