Question

【題目】實(shí)驗(yàn)小組制備NaNO2，并探究其性質(zhì)。

I.制備NaNO2

(1)A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是__________。

(2)B中選用漏斗替代長(zhǎng)直導(dǎo)管的優(yōu)點(diǎn)是________。

(3)為檢驗(yàn)B中制得NaNO2，甲進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)：

序號(hào)	試管	操作	現(xiàn)象
①	2 mLB中溶液	加2 mL 0.1 mol/LKI溶液，滴加幾滴淀粉溶液	不變藍(lán)
②	2 mLB中溶液	滴加幾滴H2SO4至pH=5，加2 mL 0.1 mol/LKI溶液，滴加幾滴淀粉溶液	變藍(lán)
③	2 mLH2O	滴加幾滴H2SO4至pH=5，加2 mL 0.1 mol/LKI溶液，滴加幾滴淀粉溶液	不變藍(lán)

實(shí)驗(yàn)③的目的是________。

(4)乙認(rèn)為上述3組實(shí)驗(yàn)無(wú)法證明B中一定含NaNO2，還需補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)，理由是_________。

II.探究NaNO2的性質(zhì)

裝置	操作	現(xiàn)象
	取10 mL1 mol/LNaNO2溶液于試劑瓶中，加入幾滴H2SO4酸化，再加入10 mL1 mol/LFeSO4溶液，迅速塞上橡膠塞，緩緩?fù)ㄈ胱懔?/span>O2。	i.溶液迅速變?yōu)樽厣��?/span> ii.溶液逐漸變淺，有無(wú)色氣泡產(chǎn)生，溶液上方為淺紅棕色。 iii.最終形成棕褐色溶液。

資料：i.[Fe(NO)]2+在溶液中呈棕色。

ii.HNO2在溶液中不穩(wěn)定，易分解產(chǎn)生NO和NO2氣體。

(5)溶液迅速變?yōu)樽厣�的原因�?/span>_________。

(6)已知棕色溶液變淺是由于生成了Fe3+，反應(yīng)的離子方程式是_________。

(7)最終棕褐色溶液的成分是Fe(OH)x(SO4)y，測(cè)得裝置中混合溶液體積為20 mL，設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)測(cè)定其組成。

資料：充分反應(yīng)后，Fe2+全部轉(zhuǎn)化為Fe(OH)x(SO4)y。

Fe(OH)x(SO4)y中x=_______(用含V1、V2的代數(shù)式表示)。

Answer 1

【答案】3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 防止倒吸（或增大反應(yīng)物的接觸面積） 證明當(dāng)溶液中c(I-)和c(H+)相同時(shí)，空氣中O2不會(huì)氧化I- NO2可能與H2O、NaOH反應(yīng)生成NaNO3，酸性條件下NO3-可能也會(huì)氧化I- 酸性條件下，NO2-+H+HNO2，HNO2分解產(chǎn)生NO與溶液中Fe2+結(jié)合形成[Fe(NO)]2+，因此溶液呈棕色 4[Fe(NO)]2++O2+4H+=4Fe3++4NO+2H2O

【解析】

I.Cu與稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生Cu(NO3)2、NO、H2O，NO與O2反應(yīng)產(chǎn)生NO2，NO、NO2被水吸收得到NaNO2和水，為防止倒吸現(xiàn)象，在導(dǎo)氣管末端安裝了一個(gè)倒扣的漏斗，NaNO2在酸性條件下可以將KI氧化為I2而使淀粉溶液變?yōu)樗{(lán)色，據(jù)此檢驗(yàn)NaNO2的存在，若氣體中NO2過(guò)量，與堿反應(yīng)產(chǎn)生NaNO3，在酸性條件下NO3-也可以氧化I-為I2而會(huì)產(chǎn)生干擾；

II.(5)根據(jù)[Fe(NO)]2+在溶液中呈棕色分析溶液顏色變化；

(6) [Fe(NO)]2+具有還原性，會(huì)被氧氣氧化產(chǎn)生Fe3+使溶液顏色變淺；

(7)根據(jù)Fe(OH)x(SO4)y與H+反應(yīng)的物質(zhì)的量的比是1：x計(jì)算。

(1)A中Cu與稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生Cu(NO3)2、NO、H2O，根據(jù)電子守恒、原子守恒，可得發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O；

(2)B中選用漏斗替代長(zhǎng)直導(dǎo)管的優(yōu)點(diǎn)是：擴(kuò)大了氣體與NaOH的接觸面積，是反應(yīng)快速發(fā)生，同時(shí)又可防止由于氣體溶解而產(chǎn)生的倒吸現(xiàn)象的發(fā)生；

(3)實(shí)驗(yàn)③和實(shí)驗(yàn)②比較，溶液中c(I-)和c(H+)相同時(shí)，前者溶液變?yōu)樗{(lán)色，后者不變藍(lán)色，證明空氣中O2不會(huì)氧化I-的目的；

(4)在裝置A中反應(yīng)產(chǎn)生NO，有一部分NO與通入的O2反應(yīng)產(chǎn)生NO2，若通入NaOH溶液中NO、NO2的物質(zhì)的量相等，就會(huì)發(fā)生反應(yīng)：NO+NO2+2NaOH=NaNO2+H2O，若NO2的物質(zhì)的量比NO，還會(huì)發(fā)生反應(yīng)：2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O，這樣得到的溶液中含有NaNO3，酸性條件下NO3-可能也會(huì)氧化I-產(chǎn)生I2而產(chǎn)生干擾，因此需要補(bǔ)做實(shí)驗(yàn)；

(5)NaNO2與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生HNO2，離子方程式為：NO2-+H+HNO2，HNO2不穩(wěn)定，分解產(chǎn)生NO，NO與FeSO4溶液中的Fe2+結(jié)合形成[Fe(NO)]2+，使溶液呈棕色；

(6)[Fe(NO)]2+具有還原性，會(huì)被溶解在酸性溶液中O2氧化產(chǎn)生Fe3+，同時(shí)得到NO，導(dǎo)致溶液逐漸變淺，有無(wú)色氣泡產(chǎn)生，在溶液上方變?yōu)闇\紅棕色氣體；

(7)根據(jù)反應(yīng)H++OH-=H2O可知Fe(OH)x(SO4)y與H+反應(yīng)的物質(zhì)的量的比是1：x，10 mL1 mol/LFeSO4溶液中含有Fe2+的物質(zhì)的量是n(Fe2+)=c·V=1 mol/L×0.01 L=0.01 mol，最后Fe2+全部轉(zhuǎn)化為Fe(OH)x(SO4)y，溶液體積為20 mL則在3 mL溶液中含有Fe(OH)x(SO4)y的物質(zhì)的量n[Fe(OH)x(SO4)y]=×0.01 mol=1.5×10-3 mol，其反應(yīng)消耗H+的物質(zhì)的量為1.5x×10-3 mol=0.1 mol/L×(V1-V2) ×10-3 L=(V1-V2) ×10-4 mol，解得x=。