Question

11．亚硝酸钠被称为工业盐，在漂白、电镀等方面应用广泛．以木炭、浓硝酸、水和铜为原料生成的一氧化氮与过氧化钠反应制备亚硝酸钠的装置如图所示（部分夹持装置略）．

已知：室温下，①2NO+Na₂O₂→2NaNO₂；②3NaNO₂+3HCl→3NaCl+3HNO₃+2NO↑+H₂O；③酸性条件下，NO或NO₂^-都能与MnO₄^-反应生成NO₃^-和Mn²⁺；④红热的炭与浓硝酸1：4反应．
（1）①加入浓硝酸，点燃酒精灯；②打开弹簧夹，通入N₂一段时间，排净装置内的空气；③加入药品；④检查装置气密性；⑤组装仪器．
以上操作正确顺序为⑤④③②①．
（2）B中观察到的主要现象是铜片溶解，溶液变蓝，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）检查C中产物有亚硝酸钠的方法是取样，加入稀盐酸，若产生无色气体并在液面上方变为红棕色，则产物是亚硝酸钠．
（4）经检验C产物中除亚硝酸钠外还含有副产物碳酸钠和氢氧化钠；，为避免产生这些副产物应在B，C装置增加装置E，E中盛放的药品名称碱石灰．
（5）写出检验C产物中是否含碳酸钠的方法：取样，加入稀盐酸，若产生能使澄清石灰水变浑浊的气体，则产物有碳酸钠．
（6）将15.6g过氧化钠完全转化成亚硝酸，理论上至少需要木炭3.6g．

Answer 1

分析 （1）以木炭、浓硝酸、水和铜为原料生成的一氧化氮与过氧化钠反应制备亚硝酸钠，由于该实验中有气体参加，所以在组装好仪器后首先要检查装置的气密性，再装药品，由于实验过程中有一氧化氮产生，所以要将装置中的空气全部排尽，再进行实验，据此确定实验操作顺序；
（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）依据亚硝酸钠具有氧化性或还原性，选择还原剂或氧化剂发生的反应现象证明产物中是否是亚硝酸钠；
（4）因为一氧化氮中混有二氧化碳和水蒸汽，二氧化碳和过氧化钠发生的反应生成碳酸钠和氧气，水与过氧化钠反应生成氢氧化钠；为避免产生这些副产物，应在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；
（5）依据碳酸钠与强酸反应生成能使澄清石灰水变浑浊的气体证明产物中是否是碳酸钠；
（6）n（Na₂O₂）=$\frac{15.6g}{78g/mol}$=0.2mol，根据2NO+Na₂O₂=2NaNO₂、3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO、C+4HNO₃（浓） $\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O计算需要C的质量．

解答 解：（1）（1）以木炭、浓硝酸、水和铜为原料生成的一氧化氮与过氧化钠反应制备亚硝酸钠，由于该实验中有气体参加，所以在组装好仪器后首先要检查装置的气密性，再装药品，由于实验过程中有一氧化氮产生，所以要将装置中的空气全部排尽，再进行实验，所以实验操作顺序为⑤④③②①，
故答案为：⑤④③②①；
（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：铜片溶解，溶液变蓝，导管口有无色气体冒出；除去未反应的NO，防止污染空气；
（3）检验亚硝酸钠的实验设计为：取少量生成物置于试管中，加入稀盐酸，若产生无色气体并在液面上方变为红棕色，则产物是亚硝酸钠．
故答案为：取样，加入稀盐酸，若产生无色气体并在液面上方变为红棕色，则产物是亚硝酸钠；
（4）因为一氧化氮中混有二氧化碳和水蒸汽，二氧化碳和过氧化钠发生的反应生成碳酸钠和氧气，水与过氧化钠反应生成氢氧化钠，故C产物中除亚硝酸钠外还含有副产物碳酸钠和氢氧化钠，为避免产生这些副产物，应在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：氢氧化钠； 碱石灰；
（5）检验碳酸钠的实验设计为：取少量生成物置于试管中，加入稀盐酸，若产生能使澄清石灰水变浑浊的气体，则产物有碳酸钠．
故答案为：取样，加入稀盐酸，若产生能使澄清石灰水变浑浊的气体，则产物有碳酸钠；
（6）n（Na₂O₂）=$\frac{15.6g}{78g/mol}$=0.2mol，根据2NO+Na₂O₂=2NaNO₂知，0.2mol过氧化钠反应需要0.4molNO，根据3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO知生成0.4molNO需要1.2mol二氧化氮、根据C+4HNO₃（浓） $\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O知生成1.2mol二氧化氮需要0.3molC，则C的质量=12g/mol×0.3mol=3.6g，
故答案为：3.6．

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．