Question

5．某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)如下流程，模擬將汽車尾氣中的氮氧化物（主要為NO和NO₂的混合物）轉(zhuǎn)化為工業(yè)用鹽亞硝酸鈉（NaNO₂），并對(duì)亞硝酸鈉進(jìn)行多角度探究：汽車尾氣$→_{操作①}^{20%NaOH}$溶液$\stackrel{操作②}{→}$固體$→_{③}^{操作}$NaNO₂
已知：NO₂+NO+2NaOH═2NaNO₂+H₂O
2NO₂+2NaOH═NaNO₂+NaNO₃+H₂O
2NaNO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2NaNO₂+O₂↑
Ⅰ．（1）配制20%NaOH溶液，除燒杯、玻璃棒外，還需要的玻璃儀器有量筒、膠頭滴管（填儀器名稱）．
（2）操作①中，實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)將氣體通入盛有NaOH溶液的燒杯，部分同學(xué)認(rèn)為存在缺陷，改用圖1裝置，玻璃管a的作用是保持容器內(nèi)壓強(qiáng)穩(wěn)定
（3）操作③中會(huì)用到如圖2中BDE儀器（填序號(hào)），
Ⅱ．NaNO₂的性質(zhì)
（4）設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證酸性條件下NaNO₂具有氧化性．取樣，滴加稀硫酸和KI-淀粉溶液，若溶液變藍(lán)，則證明 NO₂^-有氧化性．
供選用的試劑：NaNO₂溶液、FeSO₄溶液、KI溶液、稀硫酸、淀粉溶液、KSCN溶液．
（5）酸性條件下NaNO₂也具有還原性．取1.50g樣品，配成100mL溶液．分別取出25.00mL，用0.1000mol•L^-1 KmnO₄酸性標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定三次，測(cè)得平均消耗20.00mL KmnO₄溶液．寫出該反應(yīng)的離子方程式5NO₂^-+2MnO₄^-+6H⁺=5NO₃^-+2Mn²⁺+3H₂O．滴定終點(diǎn)時(shí)的現(xiàn)象是當(dāng)加入最后一滴KMnO₄溶液時(shí)，溶液由無色變?yōu)樽仙�，且半分鐘�?nèi)不褪色．NaNO₂的純度為92%．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）根據(jù)配制溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的氯化鈉溶液的步驟為：計(jì)算、稱量、溶解、裝瓶，結(jié)合每一步驟需要的儀器；
（2）導(dǎo)氣管a可以平衡壓強(qiáng)；
（3）操作③是高溫分解固體，選擇坩堝中加熱分解硝酸鈉，加熱過程中需要用玻璃棒攪拌；
Ⅱ．（4）說明 NO₂^-有氧化性，則N元素的化合價(jià)降低，在酸性條件下，與還原劑KI反應(yīng)即可；
（5）酸性KMnO₄溶液氧化亞硝酸根離子為硝酸根離子，高錳酸根離子被還原為錳離子，結(jié)合原子守恒和電荷守恒可寫出該反應(yīng)的離子方程式；結(jié)合反應(yīng) 的離子方程式定量關(guān)系計(jì)算反應(yīng)的亞硝酸鈉得到混合物中質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：I．（1）用固體氯化鈉和水配制溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的氯化鈉溶液的步驟為：計(jì)算、稱量、量取、溶解、裝瓶；
稱量時(shí)用藥匙取氯化鈉固體，用托盤天平稱量氯化鈉固體；用量筒量、膠頭滴管取所需水的體積；用燒杯溶解氯化鈉，并用玻璃棒攪拌，所以需要的玻璃儀器有量筒、膠頭滴管、燒杯、玻璃棒，配制20%NaOH溶液，除燒杯、玻璃棒外，還需要的玻璃儀器有量筒、膠頭滴管，
故答案為：量筒、膠頭滴管；
（2）操作中，實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)將氣體通入盛有NaOH溶液的燒杯，改用圖1裝置，玻璃管a的作用是保持容器內(nèi)壓強(qiáng)穩(wěn)定，
故答案為：保持容器內(nèi)壓強(qiáng)穩(wěn)定；
（3）操作③是高溫分解硝酸鈉固體，選擇坩堝、泥三角、三腳架，
故答案為：BDE；
II．（4）說明 NO₂^-有氧化性，則N元素的化合價(jià)降低，在酸性條件下，與還原劑KI反應(yīng)，所以選擇的試劑為KI-淀粉溶液、稀硫酸，觀察到溶液變藍(lán)現(xiàn)象，證明其具有氧化性，
故答案為：取樣，滴加稀硫酸和KI-淀粉溶液，若溶液變藍(lán)，則證明 NO₂^-有氧化性；
（5 ） 酸性KMnO₄溶液氧化亞硝酸根離子為硝酸根離子，高錳酸根離子被還原為錳離子，該反應(yīng)的離子方程式為：5NO₂^-+2MnO₄^-+6H⁺=5NO₃^-+2Mn²⁺+3H₂O；當(dāng)加入最后一滴KMnO₄溶液時(shí)，溶液由無色變?yōu)樽仙�，且半分鐘�?nèi)不褪色；
結(jié)合反應(yīng)的離子方程式定量關(guān)系計(jì)算反應(yīng)的亞硝酸鈉，
2MnO₄^-+5NO₂^-+6H⁺=2Mn²⁺+5NO₃^-+3H₂O
 2                                  5
0.020L×0.1000mol•L^-1 n
n=0.005mol
100.00ml溶液中NaNO₂物質(zhì)的量為0.005mol×4=0.02mol
得到混合物中質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{0.02mol×69g/mol}{1.5g}$×100%=92%；
故答案為：5NO₂^-+2MnO₄^-+6H⁺=5NO₃^-+2Mn²⁺+3H₂O；當(dāng)加入最后一滴KMnO₄溶液時(shí)，溶液由無色變?yōu)樽仙�，且半分鐘�?nèi)不褪色；92%．

點(diǎn)評(píng) 考查了物質(zhì)性質(zhì)和物質(zhì)組成實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證分析判斷，滴定實(shí)驗(yàn)計(jì)算應(yīng)用，物質(zhì)檢驗(yàn)的方法，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．