Question

11．亞硝酸鈉被稱為工業(yè)鹽，在漂白、電鍍等方面應(yīng)用廣泛．以木炭、濃硝酸、水和銅為原料生成的一氧化氮與過(guò)氧化鈉反應(yīng)制備亞硝酸鈉的裝置如圖所示（部分夾持裝置略）．

已知：室溫下，①2NO+Na₂O₂→2NaNO₂；②3NaNO₂+3HCl→3NaCl+3HNO₃+2NO↑+H₂O；③酸性條件下，NO或NO₂^-都能與MnO₄^-反應(yīng)生成NO₃^-和Mn²⁺；④紅熱的炭與濃硝酸1：4反應(yīng)．
（1）①加入濃硝酸，點(diǎn)燃酒精燈；②打開(kāi)彈簧夾，通入N₂一段時(shí)間，排凈裝置內(nèi)的空氣；③加入藥品；④檢查裝置氣密性；⑤組裝儀器．
以上操作正確順序?yàn)棰茛堍邰冖伲?br />（2）B中觀察到的主要現(xiàn)象是銅片溶解，溶液變藍(lán)，導(dǎo)管口有無(wú)色氣體冒出，D裝置的作用是除去未反應(yīng)的NO，防止污染空氣．
（3）檢查C中產(chǎn)物有亞硝酸鈉的方法是取樣，加入稀鹽酸，若產(chǎn)生無(wú)色氣體并在液面上方變?yōu)榧t棕色，則產(chǎn)物是亞硝酸鈉．
（4）經(jīng)檢驗(yàn)C產(chǎn)物中除亞硝酸鈉外還含有副產(chǎn)物碳酸鈉和氫氧化鈉；，為避免產(chǎn)生這些副產(chǎn)物應(yīng)在B，C裝置增加裝置E，E中盛放的藥品名稱堿石灰．
（5）寫(xiě)出檢驗(yàn)C產(chǎn)物中是否含碳酸鈉的方法：取樣，加入稀鹽酸，若產(chǎn)生能使澄清石灰水變渾濁的氣體，則產(chǎn)物有碳酸鈉．
（6）將15.6g過(guò)氧化鈉完全轉(zhuǎn)化成亞硝酸，理論上至少需要木炭3.6g．

Answer 1

分析 （1）以木炭、濃硝酸、水和銅為原料生成的一氧化氮與過(guò)氧化鈉反應(yīng)制備亞硝酸鈉，由于該實(shí)驗(yàn)中有氣體參加，所以在組裝好儀器后首先要檢查裝置的氣密性，再裝藥品，由于實(shí)驗(yàn)過(guò)程中有一氧化氮產(chǎn)生，所以要將裝置中的空氣全部排盡，再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，據(jù)此確定實(shí)驗(yàn)操作順序；
（2）裝置B中是A裝置生成的二氧化氮和水反應(yīng)生成硝酸和一氧化氮，硝酸和銅反應(yīng)生成硝酸銅，一氧化氮和水；通過(guò)裝置C中的過(guò)氧化鈉吸收一氧化氮、二氧化碳，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；
（3）依據(jù)亞硝酸鈉具有氧化性或還原性，選擇還原劑或氧化劑發(fā)生的反應(yīng)現(xiàn)象證明產(chǎn)物中是否是亞硝酸鈉；
（4）因?yàn)橐谎趸�氮中混有二氧化碳和水蒸汽，二氧化碳和過(guò)氧化鈉發(fā)生的反應(yīng)生成碳酸鈉和氧氣，水與過(guò)氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化鈉；為避免產(chǎn)生這些副產(chǎn)物，應(yīng)在B、C裝置間增加裝置E，E中盛放的試劑應(yīng)堿石灰，用來(lái)吸收二氧化碳；
（5）依據(jù)碳酸鈉與強(qiáng)酸反應(yīng)生成能使澄清石灰水變渾濁的氣體證明產(chǎn)物中是否是碳酸鈉；
（6）n（Na₂O₂）=$\frac{15.6g}{78g/mol}$=0.2mol，根據(jù)2NO+Na₂O₂=2NaNO₂、3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO、C+4HNO₃（濃） $\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O計(jì)算需要C的質(zhì)量．

解答 解：（1）（1）以木炭、濃硝酸、水和銅為原料生成的一氧化氮與過(guò)氧化鈉反應(yīng)制備亞硝酸鈉，由于該實(shí)驗(yàn)中有氣體參加，所以在組裝好儀器后首先要檢查裝置的氣密性，再裝藥品，由于實(shí)驗(yàn)過(guò)程中有一氧化氮產(chǎn)生，所以要將裝置中的空氣全部排盡，再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，所以實(shí)驗(yàn)操作順序?yàn)棰茛堍邰冖伲?br />故答案為：⑤④③②①；
（2）裝置B中是A裝置生成的二氧化氮和水反應(yīng)生成硝酸和一氧化氮，3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，硝酸和銅反應(yīng)生成硝酸銅，一氧化氮和水，所以反應(yīng)現(xiàn)象為溶液變藍(lán)，銅片溶解，導(dǎo)管口有無(wú)色氣體冒出；通過(guò)裝置C中的過(guò)氧化鈉吸收一氧化氮、二氧化碳，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，
故答案為：銅片溶解，溶液變藍(lán)，導(dǎo)管口有無(wú)色氣體冒出；除去未反應(yīng)的NO，防止污染空氣；
（3）檢驗(yàn)亞硝酸鈉的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為：取少量生成物置于試管中，加入稀鹽酸，若產(chǎn)生無(wú)色氣體并在液面上方變?yōu)榧t棕色，則產(chǎn)物是亞硝酸鈉．
故答案為：取樣，加入稀鹽酸，若產(chǎn)生無(wú)色氣體并在液面上方變?yōu)榧t棕色，則產(chǎn)物是亞硝酸鈉；
（4）因?yàn)橐谎趸�氮中混有二氧化碳和水蒸汽，二氧化碳和過(guò)氧化鈉發(fā)生的反應(yīng)生成碳酸鈉和氧氣，水與過(guò)氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化鈉，故C產(chǎn)物中除亞硝酸鈉外還含有副產(chǎn)物碳酸鈉和氫氧化鈉，為避免產(chǎn)生這些副產(chǎn)物，應(yīng)在B、C裝置間增加裝置E，E中盛放的試劑應(yīng)堿石灰，用來(lái)吸收二氧化碳；
故答案為：氫氧化鈉； 堿石灰；
（5）檢驗(yàn)碳酸鈉的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為：取少量生成物置于試管中，加入稀鹽酸，若產(chǎn)生能使澄清石灰水變渾濁的氣體，則產(chǎn)物有碳酸鈉．
故答案為：取樣，加入稀鹽酸，若產(chǎn)生能使澄清石灰水變渾濁的氣體，則產(chǎn)物有碳酸鈉；
（6）n（Na₂O₂）=$\frac{15.6g}{78g/mol}$=0.2mol，根據(jù)2NO+Na₂O₂=2NaNO₂知，0.2mol過(guò)氧化鈉反應(yīng)需要0.4molNO，根據(jù)3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO知生成0.4molNO需要1.2mol二氧化氮、根據(jù)C+4HNO₃（濃） $\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O知生成1.2mol二氧化氮需要0.3molC，則C的質(zhì)量=12g/mol×0.3mol=3.6g，
故答案為：3.6．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)和信息判斷，物質(zhì)性質(zhì)的理解應(yīng)用，注意實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的反應(yīng)現(xiàn)象分析，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．