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5.亚硝酸钠是重要的防腐剂.某化学兴趣小组以碳和浓硝酸为起始原料,设计如下装置利用一氧化氮与过氧化钠反应制备亚硝酸钠.(夹持装置和A中加热装置已略,气密性已检验)

查阅资料:①HNO2为弱酸,室温下存在反应3HNO2═HNO3+2NO↑+H2O;
②NO不与碱反应,可被酸性KMnO4溶液氧化为硝酸实验操作:①关闭弹簧夹,打开A中分液漏斗活塞,滴加一定量浓硝酸,加热;
②一段时间后停止加热;
(1)A中反应的化学方程式是C+4HNO3(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO2↑+4NO2↑+2H2O;
(2)B中观察到的主要现象是溶液变蓝,铜片溶解,导管口有无色气体冒出;
D装置的作用是除去未反应的NO,防止污染空气.
(3)经检验C产物中亚硝酸钠含量较少:
a.甲同学认为C中产物不仅有亚硝钠,还有碳酸钠和氢氧化钠.生成碳酸钠的化学方程式是2CO2+2Na2O2═2Na2CO3+O2.为排除干扰,甲在B、C装置间增加装置E,E中盛放的试剂应是碱石灰 (写名称).
b.乙同学认为除上述干扰因素外,还会有空气参与反应导致产品不纯,所以在实验操作①前应增加一步操作,该操作是打开弹簧夹,通入N2一段时间.

分析 (1)装置A中是浓硝酸和碳加热发生的反应,反应生成二氧化氮和二氧化碳和水,依据氧化还原反应电子守恒和 原子守恒配平;
(2)装置B中是A装置生成的二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮,硝酸和铜反应生成硝酸铜,一氧化氮和水;通过装置C中的过氧化钠吸收一氧化氮、二氧化碳,最后通过酸性高锰酸钾溶液除去剩余一氧化氮防止污染空气;
(3)a、生成碳酸钠的反应是二氧化碳和过氧化钠发生的反应,生成碳酸钠和氧气;
b、为避免装置中的空气导致产品不纯,需要打开弹簧夹通入氮气排净装置中的空气.

解答 解:(1)装置A中是浓硝酸和碳加热发反应,反应生成二氧化氮和二氧化碳和水,反应的化学方程式为C+4HNO3(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO2↑+4NO2↑+2H2O,
故答案为:C+4HNO3(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO2↑+4NO2↑+2H2O;
(2)装置B中是A装置生成的二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮,3NO2+H2O=2HNO3+NO,硝酸和铜反应生成硝酸铜,一氧化氮和水,所以反应现象为溶液变蓝,铜片溶解,导管口有无色气体冒出;通过装置C中的过氧化钠吸收一氧化氮、二氧化碳,最后通过酸性高锰酸钾溶液除去剩余一氧化氮防止污染空气,
故答案为:溶液变蓝,铜片溶解,导管口有无色气体冒出;除去未反应的NO,防止污染空气;
(3)a、生成碳酸钠的反应是二氧化碳和过氧化钠发生的反应,反应的化学方程式为:2CO2+2Na2O2═2Na2CO3+O2,通过装置C中的过氧化钠吸收一氧化氮、二氧化碳,一氧化氮是污染性气体,最后通过酸性高锰酸钾溶液除去剩余一氧化氮防止污染空气;为排除干扰在B、C装置间增加装置E,E中盛放的试剂应碱石灰,用来吸收二氧化碳;
故答案为:2CO2+2Na2O2═2Na2CO3+O2;碱石灰;
b.为避免装置中的空气导致产品不纯,需要打开弹簧夹通入氮气排净装置中的空气,故答案为:打开弹簧夹,通入N2一段时间.

点评 本题考查了物质制备实验方案的设计和信息判断,物质性质的理解应用,注意实验过程中的反应现象分析,掌握基础是关键,题目难度中等.

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