Question

8．亚硝酸钠是一种工业盐，外观与食盐非常相似，毒性较强．某化学兴趣小组对食盐与亚硝酸钠进行多角度探究：
（一）鉴别NaCl和NaNO₂
甲同学用沉淀分析法
经查：常温下K_sp（AgNO₂）=2×10^-8，K_sp（AgCl）=1.8×10^-10．分别向盛有5mL 0.0001 mol/L两种盐溶液的试合中同时逐滴滴加0.0001mol•L^-1硝酸银溶液，先生成沉淀的是装有NaCl溶液的试管．
乙同学侧定溶液pH
用pH试纸分别测定0.1 mol•L^-1两种盐溶液的pH，测得NaNO₂溶液呈碱性．该溶液呈碱性的原因是NO₂^-+H₂O?HNO₂+OH^-（用离子方程式解释）．
（二）该小组用如下装置（略去夹持仪器）制备亚硝酸钠
已知：①2NO+Na₂O₂=2NaNO₂；
②酸性条件下，NO和NO₂都能与MnO₄^一反应生成NO₃^一和Mn²⁺•
（1）使用铜丝的优点是可以控制反应的发生与停止．
（2）装置A中反应方程式为Cu+4HNO₃（浓）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O．
装置C 中盛放的药品是C；（填字母代号）
A．浓硫酸 B．NaOH 溶液 C．水 D．四氯化碳
仪器F的作用防止水蒸气进入．
（3）该小组称取5.000g制取的样品溶于水配成250.0 mL溶液，取25.00mL溶液于锥形
瓶中，用0.1000mol/L^-1酸性KMnO₄溶液进行滴定，实验所得数据如下表所示：

滴定次数	1	2	3	4
消耗KMnO4溶液体积/mL	20.7	20.12	20.00	19.88

①第一次实验数据出现异常，造成这种异常的原因可能是bc（填字母代号）．
a．锥形瓶洗净后未干燥
b．酸式滴定管用蒸馏水洗净后未用标准液润洗
c．滴定终点时仰视读数
②酸性KMnO₄溶液滴定亚硝酸钠溶液的离子方程式为2MnO₄^-+5NO₂^-+6H⁺=2Mn²⁺+5NO₃^-+3H₂O．
③该样品中亚硝酸钠的质量分数为69%．

Answer 1

分析 （一）根据溶度积小的沉淀先沉淀；NaNO₂说明为强碱弱酸盐，亚硝酸根离子水解导致溶液显示碱性；
（二）装置A中是浓硝酸和铜加热发生的反应，反应生成二氧化氮和硝酸铜和水，装置C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；通过装置D中的干燥剂吸收水蒸气，通过装置F中的干燥剂防止水蒸气进入，通过装置E中的过氧化钠与一氧化氮反应，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．
（1）可通过上下移动铜丝控制反应是否进行；
（2）浓硝酸和铜加热发生反应生成二氧化氮和硝酸铜和水；装置C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；通过装置F中的干燥剂防止水蒸气进入．
（3）①第一次实验数据出现异常，消耗KMnO₄溶液体积偏大，根据c（待测）=$\frac{c（标注）×V（标准）}{V（待测）}$分析不当操作对V（标准）的影响，以此判断浓度的误差；
②该反应中亚硝酸根离子被氧化为硝酸根离子，高锰酸根离子被还原为锰离子；
③根据方程式5NO₂^-+2MnO₄^-+6H⁺=5NO₃^-+2Mn²⁺+3H₂O可求出亚硝酸钠的物质的量，然后求样品中亚硝酸钠的质量分数．

解答 解：（一）Ksp（AgNO₂）=2×10^-8＞Ksp（AgCl）=1.8×10^-10，分别向盛有5mL 0.0001mol/L两种盐溶液的试合中同时逐滴滴加0.0001mol/L硝酸银溶液，先生成AgCl沉淀；
故答案为：NaCl；NO₂^-+H₂O?HNO₂+OH^-；
（二）（1）可通过上下移动铜丝控制反应是否进行，所以使用铜丝的优点是可以控制反应的发生与停止；
故答案为：可以控制反应的发生与停止；
（2）浓硝酸和铜加热发生反应生成二氧化氮和硝酸铜和水，方程式为：Cu+4HNO₃（浓）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O；通过装置C中的水与二氧化氮反应生成硝酸和一氧化氮；通过装置F中的干燥剂防止水蒸气进入，与过氧化钠反应；
故答案为：Cu+4HNO₃（浓）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O；C；防止水蒸气进入；
（3）①a．锥形瓶洗净后未干燥，待测液的物质的量不变，对V（标准）无影响，根据c（待测）=$\frac{c（标注）×V（标准）}{V（待测）}$分析，c（待测）无影响，故a错误；
b．酸式滴定管用蒸馏水洗净后未用标准液润洗，标准液的浓度偏小，根据c（待测）=$\frac{c（标注）×V（标准）}{V（待测）}$分析，造成V（标准）偏大，故b正确；
c．滴定终点时仰视读数，造成V（标准）偏大，故c正确；
故选bc．
②该反应中亚硝酸根离子被氧化为硝酸根离子，高锰酸根离子被还原为锰离子，离子方程式为2MnO₄^-+5NO₂^-+6H⁺=2Mn²⁺+5NO₃^-+3H₂O；
故答案为：2MnO₄^-+5NO₂^-+6H⁺=2Mn²⁺+5NO₃^-+3H₂O；
③消耗高锰酸钾的物质的量是0.1mol/L×0.02L=0.002mol，则根据方程式5NO₂^-+2MnO₄^-+6H⁺=5NO₃^-+2Mn²⁺+3H₂O可知，亚硝酸钠的物质的量是0.002mol×$\frac{5}{2}$=0.005mol，则原样品中亚硝酸钠的物质的量是0.005mol×$\frac{100mL}{25mL}$=0.02mol，其质量为0.02mol×69g/mol=1.38g，所以样品中亚硝酸钠的质量分数$\frac{1.38g}{2g}$×100%=69.0%；
故答案为：69.0%．

点评 本题考查盐类水解、硝酸的性质、尾气处理、实验条件控制、实验方案设计与评价以及物质含量测定等，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．