Question

8．亞硝酸鈉是一種工業(yè)鹽，外觀與食鹽非常相似，毒性較強．某化學興趣小組對食鹽與亞硝酸鈉進行多角度探究：
（一）鑒別NaCl和NaNO₂
甲同學用沉淀分析法
經(jīng)查：常溫下K_sp（AgNO₂）=2×10^-8，K_sp（AgCl）=1.8×10^-10．分別向盛有5mL 0.0001 mol/L兩種鹽溶液的試合中同時逐滴滴加0.0001mol•L^-1硝酸銀溶液，先生成沉淀的是裝有NaCl溶液的試管．
乙同學側定溶液pH
用pH試紙分別測定0.1 mol•L^-1兩種鹽溶液的pH，測得NaNO₂溶液呈堿性．該溶液呈堿性的原因是NO₂^-+H₂O?HNO₂+OH^-（用離子方程式解釋）．
（二）該小組用如下裝置（略去夾持儀器）制備亞硝酸鈉
已知：①2NO+Na₂O₂=2NaNO₂；
②酸性條件下，NO和NO₂都能與MnO₄^一反應生成NO₃^一和Mn²⁺•
（1）使用銅絲的優(yōu)點是可以控制反應的發(fā)生與停止．
（2）裝置A中反應方程式為Cu+4HNO₃（濃）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O．
裝置C 中盛放的藥品是C；（填字母代號）
A．濃硫酸 B．NaOH 溶液 C．水 D．四氯化碳
儀器F的作用防止水蒸氣進入．
（3）該小組稱取5.000g制取的樣品溶于水配成250.0 mL溶液，取25.00mL溶液于錐形
瓶中，用0.1000mol/L^-1酸性KMnO₄溶液進行滴定，實驗所得數(shù)據(jù)如下表所示：

滴定次數(shù)	1	2	3	4
消耗KMnO4溶液體積/mL	20.7	20.12	20.00	19.88

①第一次實驗數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常，造成這種異常的原因可能是bc（填字母代號）．
a．錐形瓶洗凈后未干燥
b．酸式滴定管用蒸餾水洗凈后未用標準液潤洗
c．滴定終點時仰視讀數(shù)
②酸性KMnO₄溶液滴定亞硝酸鈉溶液的離子方程式為2MnO₄^-+5NO₂^-+6H⁺=2Mn²⁺+5NO₃^-+3H₂O．
③該樣品中亞硝酸鈉的質(zhì)量分數(shù)為69%．

Answer 1

分析 （一）根據(jù)溶度積小的沉淀先沉淀；NaNO₂說明為強堿弱酸鹽，亞硝酸根離子水解導致溶液顯示堿性；
（二）裝置A中是濃硝酸和銅加熱發(fā)生的反應，反應生成二氧化氮和硝酸銅和水，裝置C中是A裝置生成的二氧化氮和水反應生成硝酸和一氧化氮；通過裝置D中的干燥劑吸收水蒸氣，通過裝置F中的干燥劑防止水蒸氣進入，通過裝置E中的過氧化鈉與一氧化氮反應，最后通過酸性高錳酸鉀溶液除去剩余一氧化氮防止污染空氣．
（1）可通過上下移動銅絲控制反應是否進行；
（2）濃硝酸和銅加熱發(fā)生反應生成二氧化氮和硝酸銅和水；裝置C中是A裝置生成的二氧化氮和水反應生成硝酸和一氧化氮；通過裝置F中的干燥劑防止水蒸氣進入．
（3）①第一次實驗數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常，消耗KMnO₄溶液體積偏大，根據(jù)c（待測）=$\frac{c（標注）×V（標準）}{V（待測）}$分析不當操作對V（標準）的影響，以此判斷濃度的誤差；
②該反應中亞硝酸根離子被氧化為硝酸根離子，高錳酸根離子被還原為錳離子；
③根據(jù)方程式5NO₂^-+2MnO₄^-+6H⁺=5NO₃^-+2Mn²⁺+3H₂O可求出亞硝酸鈉的物質(zhì)的量，然后求樣品中亞硝酸鈉的質(zhì)量分數(shù)．

解答 解：（一）Ksp（AgNO₂）=2×10^-8＞Ksp（AgCl）=1.8×10^-10，分別向盛有5mL 0.0001mol/L兩種鹽溶液的試合中同時逐滴滴加0.0001mol/L硝酸銀溶液，先生成AgCl沉淀；
故答案為：NaCl；NO₂^-+H₂O?HNO₂+OH^-；
（二）（1）可通過上下移動銅絲控制反應是否進行，所以使用銅絲的優(yōu)點是可以控制反應的發(fā)生與停止；
故答案為：可以控制反應的發(fā)生與停止；
（2）濃硝酸和銅加熱發(fā)生反應生成二氧化氮和硝酸銅和水，方程式為：Cu+4HNO₃（濃）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O；通過裝置C中的水與二氧化氮反應生成硝酸和一氧化氮；通過裝置F中的干燥劑防止水蒸氣進入，與過氧化鈉反應；
故答案為：Cu+4HNO₃（濃）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O；C；防止水蒸氣進入；
（3）①a．錐形瓶洗凈后未干燥，待測液的物質(zhì)的量不變，對V（標準）無影響，根據(jù)c（待測）=$\frac{c（標注）×V（標準）}{V（待測）}$分析，c（待測）無影響，故a錯誤；
b．酸式滴定管用蒸餾水洗凈后未用標準液潤洗，標準液的濃度偏小，根據(jù)c（待測）=$\frac{c（標注）×V（標準）}{V（待測）}$分析，造成V（標準）偏大，故b正確；
c．滴定終點時仰視讀數(shù)，造成V（標準）偏大，故c正確；
故選bc．
②該反應中亞硝酸根離子被氧化為硝酸根離子，高錳酸根離子被還原為錳離子，離子方程式為2MnO₄^-+5NO₂^-+6H⁺=2Mn²⁺+5NO₃^-+3H₂O；
故答案為：2MnO₄^-+5NO₂^-+6H⁺=2Mn²⁺+5NO₃^-+3H₂O；
③消耗高錳酸鉀的物質(zhì)的量是0.1mol/L×0.02L=0.002mol，則根據(jù)方程式5NO₂^-+2MnO₄^-+6H⁺=5NO₃^-+2Mn²⁺+3H₂O可知，亞硝酸鈉的物質(zhì)的量是0.002mol×$\frac{5}{2}$=0.005mol，則原樣品中亞硝酸鈉的物質(zhì)的量是0.005mol×$\frac{100mL}{25mL}$=0.02mol，其質(zhì)量為0.02mol×69g/mol=1.38g，所以樣品中亞硝酸鈉的質(zhì)量分數(shù)$\frac{1.38g}{2g}$×100%=69.0%；
故答案為：69.0%．

點評 本題考查鹽類水解、硝酸的性質(zhì)、尾氣處理、實驗條件控制、實驗方案設計與評價以及物質(zhì)含量測定等，注意實驗過程中的反應現(xiàn)象分析，掌握基礎是關鍵，題目難度中等．