题目内容

【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:

【制取NaNO2】

设计的制取装置如下图(夹持装置略去):

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-,

(1)装置A中用于盛放稀硝酸的仪器名称为_______________,装置A中发生主要反应的离子方程式为_____________________________。

(2)装置D的作用是_____________________________。

(3)若无装置B,则进入装置D中的气体除N2、NO外还可能有_____________________________。

(4)甲同学检查装置气密性后进行实验,发现制得的NaNO2中混有较多的NaNO3杂质。下列可以提高NaNO2纯度的方案是____________(填字母)。

a.将B中的药品换为碱石灰 b.将稀硝酸换为浓硝酸

C.实验开始前通一段时间CO2 d.在装置A、B之间增加盛有水的洗气瓶

【测定制得样品中NaNO2的含量】

(5)该实验中需配制KMnO4标准溶液并酸化,应选择_______(填化学式)来酸化KMnO4溶液。

(6)已知:在酸性溶液中,NO2-可将MnO4-还原为Mn2+。为测定样品中亚硝酸钠的含量,该小组称取4.0 g样品溶于水配制成250 mL溶液,取25.00 mL溶液于锥形瓶中,用0.100 mol·L-1的酸性KMnO4 溶液进行滴定,消耗20.00 mL酸性KMnO4溶液。滴定过程中酸性KMnO4溶液的作用是_______________,所得样品中NaNO2的质量分数为______________。

【答案】 分液漏斗 3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O 吸收过量的NO,避免尾气造成污染 O2、NO2 ad H2SO4 作氧化剂和指示剂 86.25%

【解析】(1)控制液体的滴加速度,装置A中用于盛放稀硝酸的仪器为分液漏斗;金属铜与硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水,所以装置A中发生主要反应的离子方程式为:3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O;正确答案:分液漏斗;3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O。

(2)装置D有酸性高锰酸钾溶液,能够氧化一氧化氮气体,减少气体对环境的污染;正确答案:吸收过量的NO,避免尾气造成污染。

(3)没有氯化钙,水蒸气就会与过氧化钠反应生成氧气,部分NO会被氧气氧化为NO2,所以,若无装置B,则进入装置D中的气体除N2、NO外还可能有O2、NO2;正确答案:O2、NO2;

(4)由于获得一氧化氮所用的硝酸具有挥发性,且获得NO的过程中会产生其它氮氧化物,因此提高NaNO2纯度需要除去硝酸气体和其它氮氧化物。将B中的药品换为碱石灰可以吸收硝酸气体和氮氧化物,a正确;将稀硝酸换为浓硝酸,硝酸的挥发性增强,不能除去硝酸气体,b错误;实验开始前通一段时间CO2不能除去硝酸气体和氮氧化物,c错误;在A、B之间增加盛有水的洗气瓶可以吸收硝酸气体和氮氧化物,d正确;正确选项ad。

(5)高锰酸钾具有强氧化性,配置KMnO4标准溶液并酸化,酸化的酸应选择稀硫酸;正确答案:H2SO4。

(6)NO2-可将MnO4-还原为Mn2+,体现了高锰酸钾的强氧化性,滴定终点的现象为滴入最后一滴高锰酸钾溶液,溶液变成紫红色;消耗标准液的体积为20.00mL,25mL样品消耗高锰酸钾的物质的量为0.1000mol/L×0.02L=0.002mol,则250mL样品溶液会消耗高锰酸钾的物质的量为0.002mol×=0.02mol,根据化合价变化可得反应关系式:2MnO4-~5NO2-,则4.000g样品中含有亚硝酸钠的物质的量为0.02mol×=0.05mol,质量为69g/mol×0.05mol=3.45g,所以反应后的固体中亚硝酸钠的质量分数为:×100%=86.25%,正确答案:氧化剂;指示剂; 86.25%。

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