Question

【题目】亚硝酸钠(NaNO2)是一种工业盐，在生产、生活中应用广泛，外观酷似食盐且有咸味，是一种常用的发色剂和防腐剂，但使用过量会使人中毒。某学习小组通过如下装置(夹持及加热装置略去)制取NaNO2样品并对样品含量进行测定

该小组先查阅资料知：NO、NO2能被酸性高锰酸钾氧化为NO3－。

(1)装置A中用于盛放浓硝酸的仪器名称为__________，装置D中发生的化学反应方程式为___________。

(2)①装置C中所装的液体需满足的条件是____________________。

②其作用为____________________。

(3)装置E的作用是____________________。

(4)为测定制得样品中NaNO2的含量，该实验中需配制KMnO4标准溶液并酸化，应选择__________(填化学式)来酸化KMnO4溶液。

(5)已知：在酸性溶液中，NO2－可将MnO4－还原为Mn2+。为测定样品中亚硝酸钠的含量，该小组称取4.0g样品溶于水配制成250mL溶液，取25.00mL溶液于锥形瓶中，用0.100mol·L－1的酸性KMnO4溶液进行滴定，消耗20.00mL酸性KMnO4溶液(杂质不反应)。滴定过程中酸性KMnO4溶液的作用是____________________，所得样品中NaNO2的质量分数为__________。

Answer 1

【答案】)分液漏斗 Na2CO3+NO2+NO=2NaNO2+CO2 既不能溶解NO2、NO，也不能与NO2、NO发生化学反应 通过观察广口瓶液体中产生气泡的速率来控制NO2、NO的混合比例 吸收过量的NO2、NO，避免尾气造成环境污染 H2SO4 做氧化剂和指示剂 86.25%

【解析】

(1) 装置A内铜和浓硝酸反应生成二氧化氮气体，装置B内铜和稀硝酸反应生成一氧化氮气体，两种气体与碳酸钠反应生成亚硝酸钠据此写出反应的方程式；

(2) 装置C的作用既可以使干燥一氧化氮、二氧化氮气体混合均匀，控制气体的流速，据此分析装置C中所装的液体需满足的条件及作用；

(3) 酸性高锰酸钾溶液能够把剩余的氮的氧化物吸收处理，以防止污染空气，据此分析装置E的作用；

(4) KMnO4溶液具有强氧化性，一般都用硫酸来酸化；

(5) NO2－可将MnO4－还原为Mn2+，体现了酸性KMnO4溶液的强氧化性，滴定终点的现象为滴入最后一滴酸性高锰酸钾溶液，溶液变成紫红色，且30s内颜色保持不变；所以高锰酸钾溶液除了起到氧化性的作用外，还能起到指示剂的作用；根据氧化还原反应中电子得失守恒关系：2MnO4－~5NO2－，计算出样品中含有亚硝酸钠的量及质量，最后计算出样品中NaNO2的质量分数。

(1) 控制液体的滴加速度，装置A中用于盛放浓硝酸的仪器为分液漏斗；装置A内铜和浓硝酸反应生成二氧化氮气体，装置B内铜和稀硝酸反应生成一氧化氮气体，两种气体与碳酸钠反应生成亚硝酸钠，反应的化学反应方程式为：Na2CO3+NO2+NO=2NaNO2+CO2 ；

综上所述，本题答案是：分液漏斗；Na2CO3+NO2+NO=2NaNO2+CO2 。

(2)①因为两个反应产生的NO2和NO最终要和碳酸钠反应，因此装置C中所装的液体需满足的条件是：既不能溶解NO2、NO，也不能与NO2、NO发生化学反应；

综上所述，本题答案是：既不能溶解NO2、NO，也不能与NO2、NO发生化学反应。

②该装置内所盛装的溶液除了使气体混合均匀，还可以通过观察C装置内液体中产生气泡的速率来控制NO2、NO的混合比例，以便NO2、NO混合气体尽可能与碳酸钠完全反应；

综上所述，本题答案是：通过观察广口瓶液体中产生气泡的速率来控制NO2、NO的混合比例 。

(3)根据信息可知，酸性高锰酸钾溶液能够把剩余的氮的氧化物吸收处理，以防止污染空气；因此装置E的作用是吸收过量的NO2、NO，避免尾气造成环境污染；

综上所述，本题答案是：吸收过量的NO2、NO，避免尾气造成环境污染。

(4) KMnO4溶液具有强氧化性，能够氧化盐酸，不能用盐酸酸化；而硝酸具有强氧化性，影响实验，稀硫酸性质稳定，不能被高锰酸钾溶液氧化；所以该实验中需配制KMnO4标准溶液并选择稀H2SO4来酸化。

综上所述，本题答案是：H2SO4。

(5) NO2－可将MnO4－还原为Mn2+，体现了酸性KMnO4溶液的强氧化性，滴定终点的现象为滴入最后一滴高锰酸钾溶液，溶液变成紫红色，且30s内颜色保持不变；以上利用了高锰酸钾的氧化性和做指示剂性质；消耗标准液的体积为20.00mL，25.00mL样品消耗高锰酸钾的物质的量为0.100mol·L－1×0.02 L=0.002mol；则250mL样品溶液会消耗高锰酸钾的物质的量为0.02 mol；根据化合价变化可得反应的关系式：2MnO4－~5NO2－，则4.0g样品中含有亚硝酸钠的物质的量为0.02mol×5/2=0.05 mol，质量为0.05×69=3.45g，所以所得样品中NaNO2的质量分数为3.45g/4.0g×100%=86.25%；

综上所述，本题答案是：做氧化剂和指示剂 ，86.25%。