Question

【題目】亞硝酸鈉(NaNO2)外觀酷似食鹽且有咸味，是一種常用的發(fā)色劑和防腐劑，使用過量會使人中毒，國際上對食品中亞硝酸鈉的用量控制在很低的水平上。某學(xué)習(xí)小組針對亞硝酸鈉設(shè)計了如下實驗：

（實驗Ⅰ）制備NaNO2

該小組查閱資料知：2NO＋Na2O2=2NaNO2；2NO2＋Na2O2=2NaNO3。

制備裝置如圖所示(夾持裝置略去)：

(1)裝置D可將剩余的NO氧化成NO3－，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為____________。

(2)如果沒有B裝置，C中發(fā)生的副反應(yīng)有_____________、____________。

(3)甲同學(xué)檢查完裝置氣密性良好后進行實驗，發(fā)現(xiàn)制得的NaNO2中混有較多的NaNO3雜質(zhì)。于是進行了適當?shù)母倪M，改進后提高了NaNO2的純度，則其改進措施是________________________________。

（實驗Ⅱ）測定制取的樣品中NaNO2的含量

步驟：

a．在5個有編號的帶刻度試管(比色管)中分別加入不同量的NaNO2溶液，各加入1 mL的M溶液(M遇NaNO2呈紫紅色，NaNO2濃度越大顏色越深)，再加蒸餾水至總體積均為10 mL并振蕩，制成標準色階：

試管編號	①	②	③	④	⑤
NaNO2含量/(mg·L－1)	0	20	40	60	80

b．稱量0.10 g制得的樣品，溶于水配成500 mL溶液。取5 mL待測液，加入1 mL M溶液，再加蒸餾水至10 mL并振蕩，與標準色階比較。

(4)步驟b中比較結(jié)果是：待測液顏色與③標準色階相同，則甲同學(xué)制得的樣品中NaNO2的質(zhì)量分數(shù)是________。

(5)用目視比色法證明維生素C可以有效降低NaNO2的含量。設(shè)計并完成下列實驗報告。

實驗方案	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
取5 mL待測液，加入______________，振蕩，再加入1 mL M溶液，_______________，再振蕩，與③標準色階對比	_______________	維生素C可以有效降低NaNO2的含量

Answer 1

【答案】5NO＋3MnO4-＋4H＋=5NO3-＋3Mn2＋＋2H2O 2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑　2NO＋O2=2NO2 2NO2＋Na2O2=2NaNO3 在A、B之間增加裝有水的洗氣瓶 40% 維生素C 加入蒸餾水至總體積為10 mL 紫紅色比③標準色階淺

【解析】

裝置A是銅與稀硝酸發(fā)生生成NO，無水CaCl2的作用是干燥NO，裝置C為NO與Na2O2反應(yīng)，氮的氧化物有毒，對環(huán)境有危害，需要尾氣處理，裝置D的作用是吸收氮的氧化物；

(1)NO能被酸性高錳酸鉀溶液發(fā)生氧化反應(yīng)，NO被氧化成NO3－，MnO4－被還原成Mn2＋，書寫出離子方程式；

(2)B裝置作用是干燥NO，如果去掉B裝置，NO中含有水蒸氣，水蒸氣能與Na2O2發(fā)生反應(yīng)，據(jù)此分析；

(3)裝置中含有氧氣，產(chǎn)生NO能與O2反應(yīng)生成NO2，根據(jù)信息，NO2能與Na2O2反應(yīng)生成NaNO3，改進裝置，除去氧氣或?qū)?/span>NO2轉(zhuǎn)化成NO，據(jù)此分析；

(4)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，與③標準色階相同，此時溶液中NaNO2含量為40mg·L－1，然后計算質(zhì)量分數(shù)即可；

(5) 操作需要與a步驟進行；

(1)酸性KMnO4溶液具有強氧化性，能將NO氧化為NO，反應(yīng)的離子方程式為5NO＋3MnO4－＋4H＋===5NO3－＋3Mn2＋＋2H2O；

(2)銅和稀硝酸反應(yīng)制得的NO中含有雜質(zhì)水蒸氣，去掉裝置B，水蒸氣與Na2O2反應(yīng)：2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑，NO與O2反應(yīng)：2NO＋O2=2NO2，NO2與Na2O2反應(yīng)：2NO2＋Na2O2=2NaNO3；

(3)制得的NaNO2中混有較多的NaNO3雜質(zhì)，說明制得的NO中混有NO2，應(yīng)在裝置A、B之間增加裝有水的洗氣瓶，以除去雜質(zhì)NO2；

(4)待測液顏色與③標準色階相同，則甲同學(xué)制得的樣品中NaNO2的質(zhì)量是40 mg·L－1 ×0.01 L×＝40 mg＝0.04 g，故樣品中NaNO2的質(zhì)量分數(shù)＝×100%＝40%；

(5)取5 mL待測液，然后加入維生素C，再加入1 mL M溶液，最后加入蒸餾水至總體積為10 mL，若紫紅色比③標準色階淺，說明NaNO2的含量低，則可以證明維生素C可以有效降低NaNO2的含量。