Question

【题目】亚硝酸钠在食品工业常用作肉类的发色剂，有一定的的氧化性，亚硝酸钠暴露于空气中会与氧气反应生成硝酸钠，一种模拟工业用纯碱溶液吸收氮氧化物制备NaNO2的实验装置如下：

已知：NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O，2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O

回答下列问题：

(1)若当反应时NO与NO2的物质的量之比为1：1时，A中发生反应的化学方程式为________。

(2)装置B的作用是____________________；装置C中通入O2的目的是_______________。

(3)反应后A中溶液经蒸发浓缩、结晶及干燥得到产品。

甲同学取少量的产品溶于水并用稀盐酸酸化，用湿润的KI淀粉试纸检验，试纸变蓝，得出产品为NaNO2。乙同学认为结论不可靠，其理由是____________________________。

(4)现有V L某NaOH溶液能完全吸收n mol NO2和 m mol NO组成的大气污染物。

①所用烧碱溶液的物质的量浓度至少为______________ mol/L。

②若所得溶液中c(NO3-)∶c(NO2-)=1∶9，则原混合气体中NO2和NO的物质的量之比n∶m=________。

Answer 1

【答案】NO+NO2+Na2CO3=2NaNO2+CO2 安全瓶(防止倒吸) 将NO氧化，确保被完全吸收 产品中若含NaNO3，在酸性条件下NO3-也可将I-氧化为I2 3∶2

【解析】

(1)Na2CO3水解产生NaOH，使溶液显碱性，结合信息①方程式NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O，可得该步反应方程式；

(2)在C中NOx与NaOH反应会导致容器中气体压强减小，引起倒吸现象，装置B可以缓冲，防止倒吸现象的发生；向装置C中通入O2，可以使NO完全氧化，防止尾气造成大气污染；

(3)在酸性条件下，H+、NO3-起硝酸作用，表现强氧化性；

(4)①根据气体和氢氧化钠的关系式计算；

②根据二氧化氮、一氧化氮和氢氧化钠反应的方程式中各个物理量之间的关系式计算。

(1)Na2CO3是强碱弱酸盐，水解产生NaOH，使溶液显碱性，结合信息①方程式可得若当反应时NO与NO2的物质的量之比为1：1时，A中发生反应的化学方程式为NO+NO2+Na2CO3=2NaNO2+CO2；

(2)在装置A中用纯碱溶液吸收NO、NO2的混合气体制取NaNO2，由于氮氧化合物会造成大气污染，形成酸雨、光化学烟雾，因此可利用NaOH溶液进行尾气吸收，为防止在用NaOH溶液吸收时，由于气体溶解导致导气管中气体压强过小而引起倒吸现象的发生，可以安装一个安全瓶，因此装置B的作用是安全瓶，防止液体倒吸进入反应装置A中；

根据题目已知的反应方程式可知：若n(NO2)：n(NO)≥1:1时，气体可以完全被吸收，若NO的物质的量比NO2多，会有NO逸出，若再向装置C中通入O2，就可以将NO氧化为NO2，而被NaOH溶液充分吸收。即装置C中通入O2的目的是将NO氧化，确保被完全吸收；

(3)A中反应后的溶液中含有NaNO2、NaNO3，甲同学取少量的产品溶于水并用稀盐酸酸化，用湿润的KI淀粉试纸检验，试纸变蓝，就得出结论说产品为NaNO2这个结论不可靠，原因是H+、NO3-起HNO3的作用，具有强的氧化性，也可以将KI氧化为I2，而使淀粉试纸变为蓝色；

(4)①用V L某NaOH溶液能完全吸收n mol NO2和 m mol NO组成的大气污染物。反应后产生NaNO2、NaNO3，根据物质组成，结合元素守恒，可知n(NaOH)=n(NaNO2)+n(NaNO3)=n(NO2)+n(NO)=(m+n)mol，根据物质的量浓度定义可得c(NaOH)==mol/L；所以若气体完全被吸收，溶液中含有的NaOH的浓度最小为mol/L；

②设原混合气体中NO2和NO的物质的量n和m，

NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O，

1 1 2

mmol mmol 2mmol

2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O，

2 1 1

(n-m)mol

所得溶液中c(NO3-)：c(NO2-)= ：[2m+ ]mol=1：9，解得n：m=3：2。