题目内容
【题目】亚硝酸钠(NaNO2)是一种常见的食品添加剂,使用时必须严格控制其用量。某兴趣小组进行下面实验探究,查阅资料知道:
①2NO+Na2O2=2NaNO2
②2NO2+Na2O2=2NaNO3
③酸性KMnO4溶液可将NO2﹣氧化为NO3﹣,MnO4﹣被还原成Mn2+。
Ⅰ.产品制备与检验:用图20装置制备NaNO2
(1)写出装置A烧瓶中发生反应的化学方程式________________。
(2)B装置的作用是___________;盛浓硝酸的仪器名称为__________。
(3)有同学认为装置C中产物不仅有亚硝酸钠,还有碳酸钠和氢氧化钠,为制备纯净的NaNO2,应在B、C装置间增加一个干燥管。在干燥管中盛放的试剂名称为____________。
(4)请设计实验,检验装置C中NaNO2的存在(写出操作、现象和结论)_________。
Ⅱ.含量的测定
称取装置C中反应后的固体4.00g溶于水配成250mL溶液,取25.00mL溶液于锥形瓶中,用0.1000mol/L酸性KMnO4溶液进行滴定,实验所得数据如下表所示:
滴定次数 | 1 | 2 | 3 | 4 |
KMnO4溶液体积/mL | 20.60 | 20.02 | 20.00 | 19.98 |
(5)第一组实验数据出现异常,造成这种异常的原因可能是_________。
A.酸式滴定管用蒸馏水洗净后未用标准液润洗
B.锥形瓶洗净后未干燥
C.滴定结束后仰视读数
D.滴定结束后俯视读数
(6)根据表中数据,计算所得固体中亚硝酸钠的质量分数_______。
【答案】 C+4HNO4(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O 将NO2转化为NO,同时Cu与稀硝酸反应生成NO(或制取NO) 分液漏斗 碱石灰;(2分) 取少量装置C中产物置于试管中,加入适量蒸馏水溶解,滴加少量酸性KMnO4溶液,若溶液紫色褪去,说明C中产物含有NaNO2 A、C 86.25%或0.8625
【解析】Ⅰ.(1)装置A中C与浓硝酸反应的化学方程式的方程式为:C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O;
(2)根据实验装置可知,装置C中发生反应:2NO+Na2O2=2NaNO2,则装置B的作用是将NO2转化为NO,同时Cu与稀硝酸反应生成NO(或制取NO);结合仪器结构可知,盛浓硝酸的仪器名称为分液漏斗;
(3)为制备纯净NaNO2,需要将进入装置C的气体中的二氧化碳和水除去,碱石灰能够吸收二氧化碳和水,故可以选用碱石灰;
(4)根据题中信息可知,酸性KMnO4溶液可将NO2-氧化为NO3-,MnO4-还原成Mn2+,据此可设计出检验亚硝酸钠的方法为:取少量装置C中产物置于试管中,加入适量蒸馏水溶解,(加入稀硫酸酸化)滴加入1-2滴(少量)酸性KMnO4溶液,若溶液紫色褪去,说明C中产物含有NaNO2;
Ⅱ.第一组实验数据消耗的酸性高锰酸钾溶液体积偏大,会导致测量结果偏高;A.酸式滴定管用蒸馏水洗净后未用标准液润洗,导致标准液被稀释,滴定过程中消耗的标准液体积会偏大,故A正确;B.锥形瓶不需要干燥,所以锥形瓶洗净后未干燥,不影响测定结果,故B错误;C.滴定终了仰视读数,导致读数偏大,计算出的标准液体积偏大,故C正确;D.滴定终了俯视读数,滴定管读数偏小,计算出的标准液体积偏小,故D错误;故答案为AC;
(6)由于第一组数据偏高,应该舍弃;其它三组消耗标准液平均体积为: mL=20.00mL,25mL样品消耗高锰酸钾的物质的量为:0.1000mol/L×0.02L=0.002mol,则250mL样品溶液会消耗高锰酸钾的物质的量为:0.002mol×=0.02mol,根据化合价变化可得反应关系式:2MnO4-~5NO2-,则4.000g样品中含有亚硝酸钠的物质的量为:0.02mol×=0.05mol,质量为69g/mol×0.05mol=3.45g,所以反应后的固体中亚硝酸钠的质量分数为: ×100%=86.25%。