Question

3．亚硝酸钠（NaNO₂）是一种常见的食品舔加剂，使用时必须严格控制其用量某兴趣小组拟制备NaHO并测定产品纯度．
I 查阅资料①2NO+Na₂O₂=2NaNO₂；2NO₂+Na₂O₂=2NaNO₃
②NO能被酸性高锰酸钾氧化为NO₃^-
③酸性条件下MnO₄^-被还原为Mn²⁺
Ⅱ制备产品用如下装置制NaNO₂．（夹持和加热装置已省略）．

（1）仪器甲的名称：分液漏斗装置A烧瓶中发生反应的化学方程式为：C+4HNO₃（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O
（2）B装置的作用是将NO₂转化为NO，同时铜与稀硝酸反应生成NO
（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，为排除干扰应在B、C装置间增加装置E，E中盛放的试剂可能是BD（填字母编号）
A．浓硫酸     B．碱石灰      C．无水CaCl₂    D．生石灰
（4）装置D中发生反应的离子方程式为5NO+3MnO₄^-+4H⁺=5NO₃^-+3Mn²⁺+2H₂O
Ⅲ测定纯度
设计如下方案测定产品的纯度．

（5）溶液A到溶液B发生反应的离子方程式为：2MnO₄^-+5NO₂^-+6H⁺=2Mn²⁺+3H₂O+5NO₃^-
（6）取样品2.3g经一系列操作后得到溶液A 100mL，准确量取10.00mL A与24.00mL 0.05mol/L的酸性高锰酸钾溶液在锥形瓶中充分反应．反应后的溶液用0.1mol/L （NH₄）₂Fe（SO₄）₂标准溶液滴定至紫色刚好褪去；重复上述实验3次，平均消耗（NH₄）₂Fe（SO₄）₂溶液10.00mL，则样品中NaNO₂的纯度为：75%
IV 探究反思
（7）NaNO₂的纯度偏低，该小组讨论的原因中可能正确的是C．（填字母编号）
A．滴定至溶液紫色刚好褪去，立即停止滴定．
B．加入A与KMnO₄溶液前的锥形瓶未经干燥
C．实验中使用的（NH₄）₂Fe（SO₄）₂溶液暴露在空气中的时间过长．

Answer 1

分析 （1）根据装置图可知甲仪器的名称，装置A烧瓶中用碳与浓硝酸在加热的条件下反应生成二氧化碳和二氧化氮；
（2）二氧化氮遇水生成NO和硝酸，得到的稀硝酸与铜反应又生成NO，据此答题；
（3）为防止产生碳酸钠和氢氧化钠，应除去NO中的水份和二氧化碳气体；
（4）装置D中未反应的NO被高锰酸钾氧化成硝酸，根据电荷守恒写离子方程式；
（5）根据2NO+Na₂0₂=2NaN0₂，可知溶液A含有NO₂^-，高锰酸钾具有氧化性，能将NO₂^-氧化为NO₃^-，反应的实质是：2MnO₄^-+5NO₂^-+6H⁺=2Mn²⁺+3H₂O+5NO₃^-；
（6）根据5（NH₄）₂ Fe（S0₄）₂～MnO₄^-，消耗n（KMn0₄）=0.1mol/L×0.01L=0.001mol，
根据 2MnO₄^-～5NO₂^-，计算样品中NaN0₂的纯度；
（7）A．滴定至溶液紫色刚刚好褪去，消耗的（NH₄）₂ Fe（S0₄）₂偏小，导致的量结果偏高；
B．加入A与KMn0₄溶液前锥形瓶未经干燥，对测量结果无影响；
C．实验中使用的（NH₄）₂Fe（S0₄）₂溶液暴露在空气中时间过长，部分（NH₄）₂ Fe（S0₄）₂被氧化，消耗的（NH₄）₂ Fe（S0₄）₂偏大，导致的量结果偏低，据此答题；

解答 解：（1）根据装置图可知甲仪器的名称是分液漏斗，装置A烧瓶中，碳和浓硝酸反应生成二氧化碳、二氧化氮和水，方程式为C+4HNO₃（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O；
故答案为：分液漏斗；C+4HNO₃（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O；
（2）B装置中，NO₂与水反应生成NO，同时铜与稀硝酸反应也生成NO，
故答案为：将NO₂转化为NO，同时铜与稀硝酸反应生成NO；
（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，那么NO中混有CO₂、NO₂，可以在B、C之间增加装有碱石灰或生石灰的装置E，以吸收杂质CO₂、NO₂，
故答案为：BD；
（4）装置D中未反应的NO被高锰酸钾氧化成硝酸，反应的离子方程式为5NO+3MnO₄^-+4H⁺=5NO₃^-+3Mn²⁺+2H₂O，
故答案为：5NO+3MnO₄^-+4H⁺=5NO₃^-+3Mn²⁺+2H₂O；
（5）根据2NO+Na₂0₂=2NaN0₂，可知溶液A含有NO₂^-，高锰酸钾具有氧化性，能将NO₂^-氧化为NO₃^-，反应的实质是：2MnO₄^-+5NO₂^-+6H⁺=2Mn²⁺+3H₂O+5NO₃^-，故答案为：2MnO₄^-+5NO₂^-+6H⁺=2Mn²⁺+3H₂O+5NO₃^-；
（6）根据5（NH₄）₂ Fe（S0₄）₂～MnO₄^-，消耗n（KMn0₄）=0.1mol/L×0.01L=0.001mol，
                       2MnO₄^-～5NO₂^-，
                         2      5
0.05mol/L×0.024L-0.001mol      x，
x=0.0005mol，100mL中n（NaN0₂）=0.0005mol×$\frac{100mL}{10mL}$=0.005mol，
则样品中NaN0₂的纯度为$\frac{0.005mol×69g/mol}{2.3g}$×100%=75%，
故答案为：75%；
（7）A．滴定至溶液紫色刚刚好褪去，消耗的（NH₄）₂ Fe（S0₄）₂偏小，导致的量结果偏高，故A错误；
B．加入A与KMn0₄溶液前锥形瓶未经干燥，对测量结果无影响，故B错误；
C．实验中使用的（NH₄）₂Fe（S0₄）₂溶液暴露在空气中时间过长，部分（NH₄）₂ Fe（S0₄）₂被氧化，消耗的（NH₄）₂ Fe（S0₄）₂偏大，导致的量结果偏低，故C正确；
故答案为：C．

点评 本题是一道实验方案的设计和探究题，考查学生分析和解决问题的能力，综合性强，难度大．