Question

【題目】亞硝酸鈉(NaNO2)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(guò)量會(huì)使人中毒．某學(xué)習(xí)小組針對(duì)亞硝酸鈉設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：

（實(shí)驗(yàn)一）制取NaNO2

該小組先查閱資料知：①2NO+Na2O2→2NaNO2；2NO2+Na2O2→2NaNO3；②NO能被酸性高錳酸鉀氧化為NO3-，然后設(shè)計(jì)制取裝置如圖(夾持裝置略去)：

(1)裝置D的作用是_______________；如果沒(méi)有B裝置，C中發(fā)生的副反應(yīng)有_______________。

(2)就算在裝置氣密性良好的情況下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，該小組發(fā)現(xiàn)制得的NaNO2的純度也不高，可能的原因是由_____________；設(shè)計(jì)一種提高NaNO2純度的改進(jìn)措施_________。

（實(shí)驗(yàn)二）測(cè)定NaNO2樣品(含NaNO3雜質(zhì))的純度

先查閱資料知：①5NO2-+2MnO4-+6H+→5NO3-+3Mn2++3H2O；

②MnO4-+5Fe2++8H+→Mn2++5Fe3++4H2O

然后，設(shè)計(jì)如下方案測(cè)定樣品的純度：

樣品→溶液A 溶液B 數(shù)據(jù)處理

(3)取樣品2.3 g經(jīng)溶解后得到溶液A 100 mL，準(zhǔn)確量取10.00 mL A與24.00 mL 0.0500 mol/L的酸性高錳酸鉀溶液在錐形瓶中充分反應(yīng)．反應(yīng)后的溶液用0.1000 mol/L (NH4)2Fe(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至紫色剛好褪去；重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)3次，平均消耗(NH4)2Fe(SO4)2溶液10.00 mL，則樣品中NaNO2的純度為_________．

(4)通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)測(cè)得樣品中NaNO2的純度偏高，該小組討論的原因錯(cuò)誤的是_________。(填字母編號(hào))

a．滴定至溶液紫色剛好褪去，立即停止滴定

b．加入A與KMnO4溶液前的錐形瓶未經(jīng)干燥

c．實(shí)驗(yàn)中使用的(NH4)2Fe(SO4)2溶液暴露在空氣中的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)

Answer 1

【答案】吸收多余的NO 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑、2NO+O2=NO2 由于獲得NO的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生其他氮氧化物 在A、B之間增加裝有水的洗氣瓶 75% bc

【解析】

在裝置A中稀硝酸與Cu反應(yīng)產(chǎn)生Cu(NO3)2、NO和H2O，反應(yīng)產(chǎn)生的NO氣體經(jīng)B裝置的無(wú)水CaCl2干燥后進(jìn)入裝置C中，發(fā)生反應(yīng)：2NO+Na2O2=2NaNO2，未反應(yīng)的NO在裝置D中被酸性KMnO4氧化除去。再用酸性KMnO4溶液測(cè)定NaNO2純度中，可根據(jù)反應(yīng)過(guò)程中的電子得失數(shù)目相等計(jì)算，利用反應(yīng)過(guò)程中操作使KMnO4溶液消耗體積大小上分析實(shí)驗(yàn)誤差。

(1)酸性KMnO4溶液具有氧化性，能將NO氧化為NO3-，所以裝置D的作用是吸收多余的NO；若沒(méi)有裝置B中無(wú)水CaCl2的干燥作用，其中的H2O就會(huì)與Na2O2發(fā)生反應(yīng)：2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑，反應(yīng)產(chǎn)生O2再與NO反應(yīng)：2NO+O2=NO2，氣體變?yōu)?/span>NO2；

(2)由于反應(yīng)開(kāi)始時(shí)硝酸濃度較大時(shí)，可能有NO2產(chǎn)生，獲得NO的過(guò)程中可能會(huì)產(chǎn)生其他氮氧化物，這樣會(huì)干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果，提高NaNO2純度可以在A、B之間增加裝有水的洗氣瓶，減小實(shí)驗(yàn)誤差；

(3)根據(jù)電子守恒可得關(guān)系式：5(NH4)2Fe(SO4)2～MnO4-，消耗n(KMnO4)=0.1 mol/L×0.01 L=0.001 mol，根據(jù)2MnO4-～5NO2-可知NO2-反應(yīng)消耗KMnO4溶液的物質(zhì)的量n(KMnO4)=0.05 mol/L×0.024 L-0.001mol=2.0×10-4 mol，則NaNO2的物質(zhì)的量n(NaNO2)= 5.0×10-4 mol，則100 mL溶液中含NaNO2的物質(zhì)的量為n(NaNO2)總=5.0×10-4 mol×=5.0×10-3 mol，所以樣品中NaNO2的純度為×100%=75%；

(4)a．滴定至溶液紫色剛剛好褪去，消耗(NH4)2Fe(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液體積偏小，n[(NH4)2Fe(SO4)2]偏小，導(dǎo)致NaNO2的量測(cè)定結(jié)果偏高，a正確；

b．加入A與KMnO4溶液前錐形瓶未經(jīng)干燥，對(duì)測(cè)量結(jié)果無(wú)影響，b錯(cuò)誤；

c．實(shí)驗(yàn)中使用的(NH4)2Fe(SO4)2溶液暴露在空氣中時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，部分(NH4)2Fe(SO4)2被氧化，消耗的(NH4)2Fe(SO4)2偏大，導(dǎo)致的測(cè)量結(jié)果偏低，c錯(cuò)誤；

故合理選項(xiàng)是bc。