Question

【题目】亚硝酸钠(NaNO2)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．某学习小组针对亚硝酸钠设计了如下实验：

（实验一）制取NaNO2

该小组先查阅资料知：①2NO+Na2O2→2NaNO2；2NO2+Na2O2→2NaNO3；②NO能被酸性高锰酸钾氧化为NO3-，然后设计制取装置如图(夹持装置略去)：

(1)装置D的作用是_______________；如果没有B装置，C中发生的副反应有_______________。

(2)就算在装置气密性良好的情况下进行实验，该小组发现制得的NaNO2的纯度也不高，可能的原因是由_____________；设计一种提高NaNO2纯度的改进措施_________。

（实验二）测定NaNO2样品(含NaNO3杂质)的纯度

先查阅资料知：①5NO2-+2MnO4-+6H+→5NO3-+3Mn2++3H2O；

②MnO4-+5Fe2++8H+→Mn2++5Fe3++4H2O

然后，设计如下方案测定样品的纯度：

样品→溶液A 溶液B 数据处理

(3)取样品2.3 g经溶解后得到溶液A 100 mL，准确量取10.00 mL A与24.00 mL 0.0500 mol/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0.1000 mol/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10.00 mL，则样品中NaNO2的纯度为_________．

(4)通过上述实验测得样品中NaNO2的纯度偏高，该小组讨论的原因错误的是_________。(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

【答案】吸收多余的NO 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑、2NO+O2=NO2 由于获得NO的过程中会产生其他氮氧化物 在A、B之间增加装有水的洗气瓶 75% bc

【解析】

在装置A中稀硝酸与Cu反应产生Cu(NO3)2、NO和H2O，反应产生的NO气体经B装置的无水CaCl2干燥后进入装置C中，发生反应：2NO+Na2O2=2NaNO2，未反应的NO在装置D中被酸性KMnO4氧化除去。再用酸性KMnO4溶液测定NaNO2纯度中，可根据反应过程中的电子得失数目相等计算，利用反应过程中操作使KMnO4溶液消耗体积大小上分析实验误差。

(1)酸性KMnO4溶液具有氧化性，能将NO氧化为NO3-，所以装置D的作用是吸收多余的NO；若没有装置B中无水CaCl2的干燥作用，其中的H2O就会与Na2O2发生反应：2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑，反应产生O2再与NO反应：2NO+O2=NO2，气体变为NO2；

(2)由于反应开始时硝酸浓度较大时，可能有NO2产生，获得NO的过程中可能会产生其他氮氧化物，这样会干扰实验结果，提高NaNO2纯度可以在A、B之间增加装有水的洗气瓶，减小实验误差；

(3)根据电子守恒可得关系式：5(NH4)2Fe(SO4)2～MnO4-，消耗n(KMnO4)=0.1 mol/L×0.01 L=0.001 mol，根据2MnO4-～5NO2-可知NO2-反应消耗KMnO4溶液的物质的量n(KMnO4)=0.05 mol/L×0.024 L-0.001mol=2.0×10-4 mol，则NaNO2的物质的量n(NaNO2)= 5.0×10-4 mol，则100 mL溶液中含NaNO2的物质的量为n(NaNO2)总=5.0×10-4 mol×=5.0×10-3 mol，所以样品中NaNO2的纯度为×100%=75%；

(4)a．滴定至溶液紫色刚刚好褪去，消耗(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液体积偏小，n[(NH4)2Fe(SO4)2]偏小，导致NaNO2的量测定结果偏高，a正确；

b．加入A与KMnO4溶液前锥形瓶未经干燥，对测量结果无影响，b错误；

c．实验中使用的(NH4)2Fe(SO4)2溶液暴露在空气中时间过长，部分(NH4)2Fe(SO4)2被氧化，消耗的(NH4)2Fe(SO4)2偏大，导致的测量结果偏低，c错误；

故合理选项是bc。