Question

16．亚硝酸钠是一种工业盐，用途广泛；外观与食盐非常相似，但毒性较强．某化学兴趣小组对食盐与亚硝酸钠进行了如下探究：
（一）鉴别NaCl和NaNO₂
（1）测定溶液pH
用pH试纸分别测定0.1mol•L^-1两种盐溶液的pH，测得NaNO₂溶液呈碱性．NaNO₂溶液呈碱性的原因是NO₂^-+H₂O?HNO₂+OH^-（用离子方程式解释），NaNO₂溶液中c（HNO₂）=c（OH^-）-c（H⁺）（用溶液中其它离子的浓度关系式表示）．
（2）沉淀法：取2mL0.1mol•L^-1两种盐溶液于试管中，分别滴加几滴稀硝酸银溶液，两只试管均产生白色沉淀，分别滴加几滴稀硝酸并振荡，盛NaNO₂溶液的试管中沉淀溶解．该温度下K_sp（AgNO₂）=2×10^-8；K_sp（AgCl）=1.8×10^-10，则反应
AgNO₂（s）+Cl^-（aq）═AgCl（s）+NO₂^-（aq）的化学平衡常数K=$\frac{100}{9}$（计算结果写成分数）．
（二）实验室可用如下装置（略去部分夹持仪器）制备亚硝酸钠．

已知：①2NO+Na₂O₂=2NaNO₂；②酸性条件下，NO和NO₂都能与MnO₄^-反应生成NO₃^-和Mn²⁺；Na₂O₂能使酸性高锰酸钾溶液褪色．
（1）加热装置A前，先通一段时间N₂，目的是排出装置中的空气．
（2）装置B的作用是吸收A中反应生成的二氧化氮气体，生成硝酸，与铜再反应生成一氧化氮气体，仪器C的名称为干燥管，其中盛放的药品为碱石灰（填名称）．
（3）装置F中酸性KMnO₄溶液与NO发生反应的离子方程式为3MnO₄^-+5NO+4H⁺=5NO₃^-+3Mn²⁺+2H₂O．

Answer 1

分析 （一）（1）NaNO₂溶液显示碱性，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；根据亚硝酸钠溶液中的质子守恒分析；
（2）写出该反应的平衡常数表达式，然后根据K_sp（AgNO₂）、K_sp（AgCl）进行计算；
（二）由制备亚硝酸钠的实验装置可知，先通入氮气，将装置中的空气排出，C与浓硝酸反应生成二氧化氮、二氧化碳，B中可除去二氧化氮，C为球形干燥管，干燥NO气体，D中发生2NO+Na₂O₂=2NaNO₂，F为尾气处理，以此来解答．

解答 解：（一）（1）由于亚硝酸钠溶液中存在水解平衡：NO₂^-+H₂O?HNO₂+OH^-，所以亚硝酸钠溶液显示碱性；根据亚硝酸钠溶液中的质子守恒可得：c（OH^-）=c（HNO₂）+c（H⁺），则c（HNO₂）=c（OH^-）-c（H⁺），
故答案为：NO₂^-+H₂O?HNO₂+OH^-；c（OH^-）-c（H⁺）；
（2）反应AgNO₂（s）+Cl^-（aq）═AgCl（s）+NO₂^-（aq）的化学平衡常数K=$\frac{c（N{{O}_{2}}^{-}）}{c（C{l}^{-}）}$，根据K_sp（AgCl）=c（Cl^-）•c（Ag⁺）、K_sp（AgNO₂）=c（NO₂^-）•c（Ag⁺）可知，K=$\frac{c（N{{O}_{2}}^{-}）}{c（C{l}^{-}）}$=$\frac{Ksp（AgN{O}_{2}）}{Ksp（AgCl）}$=$\frac{2×1{0}^{-8}}{1.8×1{0}^{-10}}$=$\frac{100}{9}$，
故答案为：$\frac{100}{9}$；
（二）由制备亚硝酸钠的实验装置可知，先通入氮气，将装置中的空气排出，C与浓硝酸反应生成二氧化氮、二氧化碳，B中可除去二氧化氮，C为球形干燥管，干燥NO气体，D中发生2NO+Na₂O₂=2NaNO₂，F为尾气处理，
（1）由上述分析可知，加热装置A前，先通一段时间N₂，目的是排出装置中的空气，故答案为：排出装置中的空气；
（2）装置B的作用是吸收A中反应生成的二氧化氮气体，生成硝酸，与铜再反应生成一氧化氮气体，仪器C的名称为干燥管，其中盛放的药品为碱石灰，
故答案为：吸收A中反应生成的二氧化氮气体，生成硝酸，与铜再反应生成一氧化氮气体；干燥管； 碱石灰；
（3）装置F中酸性KMnO₄溶液与NO发生反应的离子方程式为3MnO₄^-+5NO+4H⁺=5NO₃^-+3Mn²⁺+2H₂O，故答案为：3MnO₄^-+5NO+4H⁺=5NO₃^-+3Mn²⁺+2H₂O．

点评 本题考查物质的制备实验及物质鉴别，为高频考点，把握制备实验原理、实验装置作用、实验技能等为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，注意元素化合物知识、反应原理与实验相结合的训练，题目难度中等．