Question

3．亞硝酸鈉（NaNO₂）是一種常見的食品舔加劑，使用時必須嚴(yán)格控制其用量某興趣小組擬制備NaHO并測定產(chǎn)品純度．
I 查閱資料①2NO+Na₂O₂=2NaNO₂；2NO₂+Na₂O₂=2NaNO₃
②NO能被酸性高錳酸鉀氧化為NO₃^-
③酸性條件下MnO₄^-被還原為Mn²⁺
Ⅱ制備產(chǎn)品用如下裝置制NaNO₂．（夾持和加熱裝置已省略）．

（1）儀器甲的名稱：分液漏斗裝置A燒瓶中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：C+4HNO₃（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O
（2）B裝置的作用是將NO₂轉(zhuǎn)化為NO，同時銅與稀硝酸反應(yīng)生成NO
（3）有同學(xué)認(rèn)為裝置C中產(chǎn)物不僅有亞硝酸鈉，還有碳酸鈉和氫氧化鈉，為排除干擾應(yīng)在B、C裝置間增加裝置E，E中盛放的試劑可能是BD（填字母編號）
A．濃硫酸     B．堿石灰      C．無水CaCl₂    D．生石灰
（4）裝置D中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為5NO+3MnO₄^-+4H⁺=5NO₃^-+3Mn²⁺+2H₂O
Ⅲ測定純度
設(shè)計如下方案測定產(chǎn)品的純度．

（5）溶液A到溶液B發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：2MnO₄^-+5NO₂^-+6H⁺=2Mn²⁺+3H₂O+5NO₃^-
（6）取樣品2.3g經(jīng)一系列操作后得到溶液A 100mL，準(zhǔn)確量取10.00mL A與24.00mL 0.05mol/L的酸性高錳酸鉀溶液在錐形瓶中充分反應(yīng)．反應(yīng)后的溶液用0.1mol/L （NH₄）₂Fe（SO₄）₂標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至紫色剛好褪去；重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)3次，平均消耗（NH₄）₂Fe（SO₄）₂溶液10.00mL，則樣品中NaNO₂的純度為：75%
IV 探究反思
（7）NaNO₂的純度偏低，該小組討論的原因中可能正確的是C．（填字母編號）
A．滴定至溶液紫色剛好褪去，立即停止滴定．
B．加入A與KMnO₄溶液前的錐形瓶未經(jīng)干燥
C．實(shí)驗(yàn)中使用的（NH₄）₂Fe（SO₄）₂溶液暴露在空氣中的時間過長．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)裝置圖可知甲儀器的名稱，裝置A燒瓶中用碳與濃硝酸在加熱的條件下反應(yīng)生成二氧化碳和二氧化氮；
（2）二氧化氮遇水生成NO和硝酸，得到的稀硝酸與銅反應(yīng)又生成NO，據(jù)此答題；
（3）為防止產(chǎn)生碳酸鈉和氫氧化鈉，應(yīng)除去NO中的水份和二氧化碳?xì)怏w；
（4）裝置D中未反應(yīng)的NO被高錳酸鉀氧化成硝酸，根據(jù)電荷守恒寫離子方程式；
（5）根據(jù)2NO+Na₂0₂=2NaN0₂，可知溶液A含有NO₂^-，高錳酸鉀具有氧化性，能將NO₂^-氧化為NO₃^-，反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是：2MnO₄^-+5NO₂^-+6H⁺=2Mn²⁺+3H₂O+5NO₃^-；
（6）根據(jù)5（NH₄）₂ Fe（S0₄）₂～MnO₄^-，消耗n（KMn0₄）=0.1mol/L×0.01L=0.001mol，
根據(jù) 2MnO₄^-～5NO₂^-，計算樣品中NaN0₂的純度；
（7）A．滴定至溶液紫色剛剛好褪去，消耗的（NH₄）₂ Fe（S0₄）₂偏小，導(dǎo)致的量結(jié)果偏高；
B．加入A與KMn0₄溶液前錐形瓶未經(jīng)干燥，對測量結(jié)果無影響；
C．實(shí)驗(yàn)中使用的（NH₄）₂Fe（S0₄）₂溶液暴露在空氣中時間過長，部分（NH₄）₂ Fe（S0₄）₂被氧化，消耗的（NH₄）₂ Fe（S0₄）₂偏大，導(dǎo)致的量結(jié)果偏低，據(jù)此答題；

解答 解：（1）根據(jù)裝置圖可知甲儀器的名稱是分液漏斗，裝置A燒瓶中，碳和濃硝酸反應(yīng)生成二氧化碳、二氧化氮和水，方程式為C+4HNO₃（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O；
故答案為：分液漏斗；C+4HNO₃（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O；
（2）B裝置中，NO₂與水反應(yīng)生成NO，同時銅與稀硝酸反應(yīng)也生成NO，
故答案為：將NO₂轉(zhuǎn)化為NO，同時銅與稀硝酸反應(yīng)生成NO；
（3）有同學(xué)認(rèn)為裝置c中產(chǎn)物不僅有亞硝酸鈉，還有碳酸鈉和氫氧化鈉，那么NO中混有CO₂、NO₂，可以在B、C之間增加裝有堿石灰或生石灰的裝置E，以吸收雜質(zhì)CO₂、NO₂，
故答案為：BD；
（4）裝置D中未反應(yīng)的NO被高錳酸鉀氧化成硝酸，反應(yīng)的離子方程式為5NO+3MnO₄^-+4H⁺=5NO₃^-+3Mn²⁺+2H₂O，
故答案為：5NO+3MnO₄^-+4H⁺=5NO₃^-+3Mn²⁺+2H₂O；
（5）根據(jù)2NO+Na₂0₂=2NaN0₂，可知溶液A含有NO₂^-，高錳酸鉀具有氧化性，能將NO₂^-氧化為NO₃^-，反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是：2MnO₄^-+5NO₂^-+6H⁺=2Mn²⁺+3H₂O+5NO₃^-，故答案為：2MnO₄^-+5NO₂^-+6H⁺=2Mn²⁺+3H₂O+5NO₃^-；
（6）根據(jù)5（NH₄）₂ Fe（S0₄）₂～MnO₄^-，消耗n（KMn0₄）=0.1mol/L×0.01L=0.001mol，
                       2MnO₄^-～5NO₂^-，
                         2      5
0.05mol/L×0.024L-0.001mol      x，
x=0.0005mol，100mL中n（NaN0₂）=0.0005mol×$\frac{100mL}{10mL}$=0.005mol，
則樣品中NaN0₂的純度為$\frac{0.005mol×69g/mol}{2.3g}$×100%=75%，
故答案為：75%；
（7）A．滴定至溶液紫色剛剛好褪去，消耗的（NH₄）₂ Fe（S0₄）₂偏小，導(dǎo)致的量結(jié)果偏高，故A錯誤；
B．加入A與KMn0₄溶液前錐形瓶未經(jīng)干燥，對測量結(jié)果無影響，故B錯誤；
C．實(shí)驗(yàn)中使用的（NH₄）₂Fe（S0₄）₂溶液暴露在空氣中時間過長，部分（NH₄）₂ Fe（S0₄）₂被氧化，消耗的（NH₄）₂ Fe（S0₄）₂偏大，導(dǎo)致的量結(jié)果偏低，故C正確；
故答案為：C．

點(diǎn)評 本題是一道實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計和探究題，考查學(xué)生分析和解決問題的能力，綜合性強(qiáng)，難度大．