Question

【題目】亞硝酸鈉(NaNO2)是一種工業(yè)鹽，在生產(chǎn)、生活中應(yīng)用廣泛，外觀酷似食鹽且有咸味，是一種常用的發(fā)色劑和防腐劑，但使用過量會(huì)使人中毒。某學(xué)習(xí)小組通過如下裝置(夾持及加熱裝置略去)制取NaNO2樣品并對(duì)樣品含量進(jìn)行測(cè)定

該小組先查閱資料知：NO、NO2能被酸性高錳酸鉀氧化為NO3－。

(1)裝置A中用于盛放濃硝酸的儀器名稱為__________，裝置D中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為___________。

(2)①裝置C中所裝的液體需滿足的條件是____________________。

②其作用為____________________。

(3)裝置E的作用是____________________。

(4)為測(cè)定制得樣品中NaNO2的含量，該實(shí)驗(yàn)中需配制KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液并酸化，應(yīng)選擇__________(填化學(xué)式)來酸化KMnO4溶液。

(5)已知：在酸性溶液中，NO2－可將MnO4－還原為Mn2+。為測(cè)定樣品中亞硝酸鈉的含量，該小組稱取4.0g樣品溶于水配制成250mL溶液，取25.00mL溶液于錐形瓶中，用0.100mol·L－1的酸性KMnO4溶液進(jìn)行滴定，消耗20.00mL酸性KMnO4溶液(雜質(zhì)不反應(yīng))。滴定過程中酸性KMnO4溶液的作用是____________________，所得樣品中NaNO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為__________。

Answer 1

【答案】)分液漏斗 Na2CO3+NO2+NO=2NaNO2+CO2 既不能溶解NO2、NO，也不能與NO2、NO發(fā)生化學(xué)反應(yīng) 通過觀察廣口瓶液體中產(chǎn)生氣泡的速率來控制NO2、NO的混合比例 吸收過量的NO2、NO，避免尾氣造成環(huán)境污染 H2SO4 做氧化劑和指示劑 86.25%

【解析】

(1) 裝置A內(nèi)銅和濃硝酸反應(yīng)生成二氧化氮?dú)怏w，裝置B內(nèi)銅和稀硝酸反應(yīng)生成一氧化氮?dú)怏w，兩種氣體與碳酸鈉反應(yīng)生成亞硝酸鈉據(jù)此寫出反應(yīng)的方程式；

(2) 裝置C的作用既可以使干燥一氧化氮、二氧化氮?dú)怏w混合均勻，控制氣體的流速，據(jù)此分析裝置C中所裝的液體需滿足的條件及作用；

(3) 酸性高錳酸鉀溶液能夠把剩余的氮的氧化物吸收處理，以防止污染空氣，據(jù)此分析裝置E的作用；

(4) KMnO4溶液具有強(qiáng)氧化性，一般都用硫酸來酸化；

(5) NO2－可將MnO4－還原為Mn2+，體現(xiàn)了酸性KMnO4溶液的強(qiáng)氧化性，滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象為滴入最后一滴酸性高錳酸鉀溶液，溶液變成紫紅色，且30s內(nèi)顏色保持不變；所以高錳酸鉀溶液除了起到氧化性的作用外，還能起到指示劑的作用；根據(jù)氧化還原反應(yīng)中電子得失守恒關(guān)系：2MnO4－~5NO2－，計(jì)算出樣品中含有亞硝酸鈉的量及質(zhì)量，最后計(jì)算出樣品中NaNO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

(1) 控制液體的滴加速度，裝置A中用于盛放濃硝酸的儀器為分液漏斗；裝置A內(nèi)銅和濃硝酸反應(yīng)生成二氧化氮?dú)怏w，裝置B內(nèi)銅和稀硝酸反應(yīng)生成一氧化氮?dú)怏w，兩種氣體與碳酸鈉反應(yīng)生成亞硝酸鈉，反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為：Na2CO3+NO2+NO=2NaNO2+CO2 ；

綜上所述，本題答案是：分液漏斗；Na2CO3+NO2+NO=2NaNO2+CO2 。

(2)①因?yàn)閮蓚�(gè)反應(yīng)產(chǎn)生的NO2和NO最終要和碳酸鈉反應(yīng)，因此裝置C中所裝的液體需滿足的條件是：既不能溶解NO2、NO，也不能與NO2、NO發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；

綜上所述，本題答案是：既不能溶解NO2、NO，也不能與NO2、NO發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。

②該裝置內(nèi)所盛裝的溶液除了使氣體混合均勻，還可以通過觀察C裝置內(nèi)液體中產(chǎn)生氣泡的速率來控制NO2、NO的混合比例，以便NO2、NO混合氣體盡可能與碳酸鈉完全反應(yīng)；

綜上所述，本題答案是：通過觀察廣口瓶液體中產(chǎn)生氣泡的速率來控制NO2、NO的混合比例 。

(3)根據(jù)信息可知，酸性高錳酸鉀溶液能夠把剩余的氮的氧化物吸收處理，以防止污染空氣；因此裝置E的作用是吸收過量的NO2、NO，避免尾氣造成環(huán)境污染；

綜上所述，本題答案是：吸收過量的NO2、NO，避免尾氣造成環(huán)境污染。

(4) KMnO4溶液具有強(qiáng)氧化性，能夠氧化鹽酸，不能用鹽酸酸化；而硝酸具有強(qiáng)氧化性，影響實(shí)驗(yàn)，稀硫酸性質(zhì)穩(wěn)定，不能被高錳酸鉀溶液氧化；所以該實(shí)驗(yàn)中需配制KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液并選擇稀H2SO4來酸化。

綜上所述，本題答案是：H2SO4。

(5) NO2－可將MnO4－還原為Mn2+，體現(xiàn)了酸性KMnO4溶液的強(qiáng)氧化性，滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象為滴入最后一滴高錳酸鉀溶液，溶液變成紫紅色，且30s內(nèi)顏色保持不變；以上利用了高錳酸鉀的氧化性和做指示劑性質(zhì)；消耗標(biāo)準(zhǔn)液的體積為20.00mL，25.00mL樣品消耗高錳酸鉀的物質(zhì)的量為0.100mol·L－1×0.02 L=0.002mol；則250mL樣品溶液會(huì)消耗高錳酸鉀的物質(zhì)的量為0.02 mol；根據(jù)化合價(jià)變化可得反應(yīng)的關(guān)系式：2MnO4－~5NO2－，則4.0g樣品中含有亞硝酸鈉的物質(zhì)的量為0.02mol×5/2=0.05 mol，質(zhì)量為0.05×69=3.45g，所以所得樣品中NaNO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.45g/4.0g×100%=86.25%；

綜上所述，本題答案是：做氧化劑和指示劑 ，86.25%。