Question

【題目】亞硝酸鈉(NaNO2)是一種肉制品生產(chǎn)中常見的食品添加劑，使用時必須嚴格控制其用量。某興趣小組設(shè)計了如下圖所示的裝置制備NaNO2(A中加熱裝置已略去，NO可與過氧化鈉粉末發(fā)生化合反應(yīng)，也能被酸性KMnO4氧化成NO3－)。

(1)儀器a的名稱是___________。

(2)A中實驗現(xiàn)象為___________。

(3)為保證制得的亞硝酸鈉的純度，C裝置中盛放的試劑可能是___________(填字母序號)。

A．P2O5 B．無水CaCl2 C．堿石灰 D．濃硫酸

(4)E中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為___________。

(5)從提高氮原子利用率的角度出發(fā)，其中B裝置設(shè)計存在一定缺陷，如何改進?_______。

(6)已知：2NO2－+2I－+4H+=2NO↑+I2+2H2O；2S2O32－+I2=2I－+S4O62－

為測定得到產(chǎn)品中NaNO2的純度，采取如下實驗步驟：準確稱取質(zhì)量為1.00g的NaNO2樣品放入錐形瓶中，加適量水溶解后，加入過量的0.800mol·L－1KI溶液、淀粉溶液；然后滴加稀硫酸充分反應(yīng)后，用0.500mol·L－1Na2S2O3溶液滴定至終點，讀數(shù)，重復(fù)以上操作，3次所消耗Na2S2O3溶液的體積分別為20.02mL、19.98mL、20.25 mL。滴定終點時的實驗現(xiàn)象____，該樣品中NaNO2純度為_____(保留一位小數(shù))。

Answer 1

【答案】分液漏斗 劇烈反應(yīng)，產(chǎn)生大量紅棕色氣體 C 3MnO4-+4H++5NO=3Mn2++5NO3-+2H2O 在B裝置中加入一定的稀硫酸，使NO2全部轉(zhuǎn)化為NO 溶液由藍色恰好變?yōu)闊o色，且半分鐘內(nèi)不變色 69.0%

【解析】

由實驗裝置可知，A中發(fā)生C+4HNO3(濃)CO2↑+4NO2↑+2H2O，B中稀釋揮發(fā)的硝酸和將生成的二氧化氮與水反應(yīng)轉(zhuǎn)化為NO，C中固體干燥劑干燥NO，并除去可能混有的酸霧，D中發(fā)生2NO+Na2O2═2NaNO2，E中高錳酸鉀吸收尾氣NO，結(jié)合氮及其化合物的性質(zhì)分析解答。

(1)根據(jù)圖示，儀器a為分液漏斗，故答案為：分液漏斗；

(2)A中濃硝酸與碳在加熱時發(fā)生反應(yīng)：C+4HNO3(濃)CO2↑+4NO2↑+2H2O，可以看到的實驗現(xiàn)象為碳與濃硝酸劇烈反應(yīng)，三頸燒瓶內(nèi)充滿紅棕色氣體，故答案為：碳與濃硝酸劇烈反應(yīng)，三頸燒瓶內(nèi)充滿紅棕色氣體；

(3)為保證制得的亞硝酸鈉的純度，生成的一氧化氮需要在C裝置中凈化，主要是除去水蒸氣和可能出現(xiàn)的酸霧，因此盛放的試劑可能是堿石灰，其他幾種均不能除去酸霧，故答案為：C；

(4)根據(jù)題意，E中NO被高錳酸鉀氧化生成NO3-，反應(yīng)的離子方程式為3MnO4- +4H++5NO=3Mn2++5NO3-+2H2O，故答案為：3MnO4- +4H++5NO=3Mn2++5NO3-+2H2O；

(5)濃硝酸易揮發(fā)，A中生成的二氧化氮中一定有少量硝酸蒸氣逸出，二氧化氮與水反應(yīng)也會生成硝酸，B中銅與硝酸反應(yīng)仍有硝酸根離子剩余，從提高氮原子利用率的角度出發(fā)，可以在B裝置中加入一定的稀硫酸，使NO2全部轉(zhuǎn)化為NO，故答案為：B裝置中加入一定的稀硫酸，使NO2全部轉(zhuǎn)化為NO；

(6)利用NaNO2的氧化性來測定其純度，在酸性條件下，NaNO2能將I-氧化為I2，碘和淀粉顯示藍色，所以加適量水溶解，加入過量的0.800molL-1 KI溶液、淀粉溶液，然后滴加稀硫酸，溶液由藍色恰好變?yōu)闊o色，且半分鐘內(nèi)不變色說明達到滴定終點；3次所消耗Na2S2O3溶液的體積分別為20.02mL、19.98mL、20.25 mL，很明顯20.25 mL誤差較大，刪除，平均消耗的Na2S2O3溶液的體積==20.00mL，由S2O32-能將I2還原為I-可知，2NO2-～I2～2S2O32-；消耗NaS2O3的物質(zhì)的量為0.500molL-1×20.00×10-3L=0.01mol，則NaNO2的物質(zhì)的量為0.01mol，此NaNO2的純度為×100%=69.0%，故答案為：溶液由藍色恰好變?yōu)闊o色，且半分鐘內(nèi)不變色；69.0%。