Question

15．某化學(xué)興趣小組以木炭和濃硝酸為起始原料，探究一氧化氮與過(guò)氧化鈉反應(yīng)制備亞硝酸鈉．設(shè)計(jì)裝置如下（忽略裝置中空氣的影響），請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

查閱資料：①HNO₂為弱酸，室溫下存在反應(yīng)3HNO₂=HNO₃+2NO↑+H₂O；
②在酸性溶液中，NO₂-可將MnO₄-還原為Mn²⁺且無(wú)氣體生成．
③NO不與堿反應(yīng)，可被酸性KMnO₄溶液氧化為硝酸．
（1）組裝好儀器后，必須進(jìn)行的一項(xiàng)操作是檢查裝置的氣密性．
（2）推測(cè)B中可以觀察到的主要現(xiàn)象是銅片逐漸溶解，溶液逐漸變藍(lán)，產(chǎn)生無(wú)色氣泡；C裝置的作用是除去NO中混有的CO₂．
（3）裝置D中除生成NaNO₂外，還有另一種固態(tài)物質(zhì)Y，Y的化學(xué)式是NaOH．可以通過(guò)適當(dāng)改進(jìn)，不產(chǎn)生Y物質(zhì)，請(qǐng)你提出改進(jìn)方法：用裝有堿石灰的干燥管代替C裝置．
（4）在酸性溶液中，NO可將MnO還原為Mn²+．寫(xiě)出有關(guān)反應(yīng)的離子方程式5NO₂^-+2MnO₄^-+6H⁺=5NO₃^-+2Mn²⁺+3H₂O．
（5）E裝置中試劑X可以是B．
A．稀硫酸  B．酸性高錳酸鉀溶液  C．稀硝酸  D．水．

Answer 1

分析 以木炭和濃硝酸為起始原料，探究一氧化氮與過(guò)氧化鈉反應(yīng)制備亞硝酸鈉，由圖可知，組裝好儀器后，先檢查裝置的氣密性，A中發(fā)生C+4HNO₃（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O，B中二氧化氮與水反應(yīng)生成硝酸，然后Cu與硝酸反應(yīng)生成一氧化氮，C中利用NaOH溶液吸收二氧化碳，在D中一氧化氮與過(guò)氧化鈉反應(yīng)生成亞硝酸鈉，可能還發(fā)生水與過(guò)氧化鈉的反應(yīng)生成NaOH，最后通過(guò)酸性高錳酸鉀溶液除去剩余一氧化氮防止污染空氣，一氧化氮可被酸性KMnO₄溶液氧化硝酸；結(jié)合信息可知在酸性溶液中，NO₂^-可將MnO₄^-還原為Mn²⁺，據(jù)氧化還原反應(yīng)可知NO₂^-氧化生成NO₃^-，以此來(lái)解答．

解答 解：（1）組裝好儀器后，為確保裝置氣密性良好，實(shí)驗(yàn)必須進(jìn)行的一項(xiàng)操作是檢查裝置的氣密性，
故答案為：檢查裝置的氣密性；
（2）根據(jù)裝置圖可知，A中產(chǎn)生的NO₂在B中與水反應(yīng)生成HNO₃和NO，其中HNO₃與銅反應(yīng)，故銅片溶解，溶液變藍(lán)，產(chǎn)生氣泡；
由于A中還產(chǎn)生了CO₂，故在通入D之前應(yīng)先用氫氧化鈉溶液將其除去NO中混有的CO₂，
故答案為：銅片逐漸溶解，溶液逐漸變藍(lán)，產(chǎn)生無(wú)色氣泡；除去NO中混有的CO₂；
（3）由于NO通過(guò)氫氧化鈉溶液進(jìn)入D裝置時(shí)會(huì)帶入水蒸氣，根據(jù)原子守恒可知，生成的固體物質(zhì)應(yīng)該還有NaOH；
若要避免生成NaOH，應(yīng)該除去水蒸氣，則改進(jìn)方法為用裝有堿石灰的干燥管代替C裝置，
故答案為：NaOH；用裝有堿石灰的干燥管代替C裝置；
（4）在酸性溶液中，NO₂^-可將MnO₄^-還原為Mn²⁺，NO₂^-氧化生成NO₃^-，反應(yīng)的離子方程式為：
5NO₂^-+2MnO₄^-+6H⁺=5NO₃^-+2Mn²⁺+3H₂O，
故答案為：5NO₂^-+2MnO₄^-+6H⁺=5NO₃^-+2Mn²⁺+3H₂O；
（5）NO可被酸性KMnO₄溶液氧化為硝酸，通過(guò)酸性高錳酸鉀溶液除去剩余NO，生成硝酸，防止污染空氣，故B正確，
故答案為：B．

點(diǎn)評(píng) 本題考查性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案及實(shí)驗(yàn)裝置的評(píng)價(jià)，題目難度中等，把握裝置的作用、氣體的制備實(shí)驗(yàn)等為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾椋�注意氮族元素化合物知識(shí)的綜合應(yīng)用，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力及化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?/p>