Question

【题目】亚硝酸钠(NaNO2)是一种重要的化工原料，常用作食品添加剂，使用时必须严格控制其用量。某化学科研小组同学拟在实验室中利用下列流程和实验装置制备亚硝酸钠：

已知：①木屑的水解：(C6H10O5)n（纤维素）+nH2OnC6H12O6（葡萄糖）

②氧化过程中控制反应温度在35~60 ℃，主要发生反应：C6H12O6+12HNO33HOOC—COOH+9NO2↑+3NO↑+9H2O

③NaOH溶液吸收NO和NO2发生反应：NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O、2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O

请完成下列问题：

（1）木屑的主要成分是纤维素，结合信息①，检验纤维素已水解所需的化学试剂为______________。

（2）氧化过程中控制温度在35~60 ℃的原因是________________________；A装置中冷凝管应该从_________（填“a”或“b”）口进冷却水。

（3）使用B装置吸收气体的目的是__________________；下列装置可以代替B装置的是______（填装置编号）。

（4）实验过程中在A装置的三颈烧瓶中观察到的现象是______________________。

（5）测定产品纯度：

a.准确称量a g产品配制100.00 mL溶液；

b.移取20.00 mL所配溶液置于锥形瓶中；

c.用c mol·L1的酸性KMnO4溶液滴定至终点；

d.重复实验3次，消耗酸性KMnO4溶液的平均体积为V mL。

①滴定过程中反应的离子方程式为__________________________；盛放酸性KMnO4溶液应选用_______滴定管（填“酸式”或“碱式”）；若在滴定操作中发现溶液呈紫红色立即记下所消耗KMnO4溶液的体积，但很快发现溶液又变成无色，则测量结果______（填“偏大”“偏小”或“无影响”。）

②产品中NaNO2的纯度为____________。

Answer 1

【答案】NaOH溶液、新制Cu(OH)2（或NaOH溶液、银氨溶液） 防止硝酸受热分解 a 防止倒吸 Ⅱ、Ⅳ 溶液中有气泡冒出，在液面上方变成红棕色 5+2+6H+2Mn2++5+3H2O 酸式 偏小 （或%）

【解析】

木屑的主要成分是纤维素[（C6H10O5）n]，酸溶后得葡萄糖溶液，用葡萄糖还原硝酸得NO和NO2，用NaOH吸收NO和NO2，得到NaNO2；HNO3不稳定，温度过高发生分解，所以反应温度不宜高于60℃，NaOH溶液呈碱性，
（1）酸溶过程中，硫酸的作用是催化剂；检验水解产物需要碱性环境；

（2）硝酸易分解；结合冷凝管的冷凝作用分析；
（3）NaOH溶液呈碱性，结合防止倒吸的操作分析；

（4）二氧化氮为红棕色，结合实验过程与现象分析；
（5）测定产品纯度，利用KMnO4氧化NO2-进行滴定计算NaNO2的含量，反应过程中高锰酸钾溶液的紫色会褪色，当达到滴定终点时，高锰酸钾溶液的紫色就不会褪色，根据电子得失守恒可得关系式2KMnO4～5NaNO2，根据KMnO4的物质的量，可求得NaNO2的质量，进而确定产品中NaNO2的纯度。

（1）在纤维素的水解过程中硫酸做催化剂，要检验水解生成的葡萄糖，需先加NaOH溶液中和至碱性，再加入新制Cu(OH)2或银氨溶液。

（2）在用65%硝酸做氧化剂时，控温35~60 ℃的目的是防止硝酸的分解；冷凝管中冷却水应该遵循逆流原理，必须从下口，即a口进入冷却水。

（3）用倒扣漏斗吸收NO2和NO，是为了防止倒吸。装置Ⅰ不能防止倒吸；装置Ⅱ可以防止倒吸；装置Ⅲ中导管口通入NaOH溶液中，不能防止倒吸，应将苯换成CCl4，CCl4在下层，NaOH溶液在上层；装置Ⅳ可以防止倒吸，故Ⅱ和Ⅳ可代替B装置。

（4）在浓硝酸氧化葡萄糖的过程中有NO2和NO放出，因而可在溶液中看到有气泡冒出，在液面上方观察到红棕色。

（5）①用酸性KMnO4溶液滴定NaNO2发生氧化还原反应，根据得失电子相等和原子守恒可得离子方程式：5+2+6H+2Mn2++5+3H2O。酸性KMnO4溶液具有强氧化性，应盛放在酸式滴定管中；在未到达终点时，滴入紫红色KMnO4溶液立即褪色，若观察溶液呈紫红色，一会又褪色，说明酸性KMnO4滴加量不足，造成计算结果偏小。

②根据反应离子方程式得：n()=n()=×cV×103mol，则m(NaNO2)=69 g·mol1×

mol=g，故样品的纯度ω(NaNO2)=5×g÷a g×100%=×

100%=%。