Question

【題目】亞硝酸鈉(NaNO2)被稱(chēng)為工業(yè)鹽，在漂白、電鍍等方面應(yīng)用廣泛。以木炭、濃硝酸、水和銅為原料制備亞硝酸鈉的裝置如圖所示(A中加熱裝置省略)。

已知：室溫下，①2NO+Na2O2=2NaNO2；

②3NaNO2+3HCl=3NaCl＋HNO3+2NO↑+H2O；

③酸性條件下，NO或NO2-都能與MnO4-反應(yīng)生成NO3-和Mn2+。

請(qǐng)按要求回答下列問(wèn)題：

(1)A裝置中反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________________。

(2)B裝置中主要的現(xiàn)象是______________________________。

(3)檢驗(yàn)C裝置產(chǎn)物中有亞硝酸鈉的方法是_____________________________。

(4)D裝置中反應(yīng)的離子方程式為_________________________________。

(5)預(yù)測(cè)C中反應(yīng)開(kāi)始階段，固體產(chǎn)物除NaNO2外，還含有的副產(chǎn)物有Na2CO3和________。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，則E中盛放的試劑名稱(chēng)為________。

(6)檢查裝置氣密性并裝入藥品后，以下實(shí)驗(yàn)操作步驟正確的順序?yàn)?/span>____________(填序號(hào))。

a.打開(kāi)彈簧夾，向裝置中通入N2

b.點(diǎn)燃酒精燈

c.向三頸燒瓶中滴加濃硝酸

d.熄滅酒精燈

e.關(guān)閉分液漏斗歐旋塞

f.停止通入N2

(7)利用改進(jìn)后的裝置，將7.8gNa2O2完全轉(zhuǎn)化為亞硝酸鈉，理論上需要木炭______g。

Answer 1

【答案】C+4HNO3(濃) CO2↑+4NO2↑+2H2O 紅棕色氣體消失，銅片溶解，溶液變藍(lán)，導(dǎo)管口有無(wú)色氣泡冒出 取C中固體少量于試管中，加入鹽酸，產(chǎn)生無(wú)色氣體，遇空氣變?yōu)榧t棕色 3MnO4-+5NO+4H+=3Mn2++5NO3-+2H2O NaOH 堿石灰 a→c→e→b→d→f 1.8g

【解析】

(1)A裝置為C與濃HNO3在加熱時(shí)反應(yīng)生成二氧化碳與二氧化氮和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：C+4HNO3(濃) CO2↑+4NO2↑+2H2O；

(2)A反應(yīng)產(chǎn)生的氣體進(jìn)入B裝置，NO2在B中與水反應(yīng)是硝酸，硝酸具有強(qiáng)氧化性，與Cu反應(yīng)生成硝酸銅、NO、水，所以會(huì)看到B中實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為：紅棕色氣體消失，銅片溶解，溶液變藍(lán)，導(dǎo)管口有無(wú)色氣泡冒出；

(3)B反應(yīng)產(chǎn)生的NO在C裝置中與Na2O2反應(yīng)制備NaNO2；根據(jù)已知條件3NaNO2+3HCl=3NaCl＋HNO3+2NO↑+H2O，所以檢驗(yàn)C中有NaNO2的方法是：取C中固體少量于試管中，加入鹽酸，產(chǎn)生無(wú)色氣體，遇空氣變?yōu)榧t棕色；

(4)在裝置D中盛有酸性KMnO4溶液，該物質(zhì)具有強(qiáng)氧化性，會(huì)把從C中逸出的NO氣體氧化，它本身被還原變?yōu)?/span>Mn2+，所以D中溶液顏色逐漸變淺，反應(yīng)的離子方程式為：3MnO4-+5NO+4H+=3Mn2++5NO3-+2H2O；

(5)C與濃硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體中除含有NO2外，還有CO2氣體，NO2在B中反應(yīng)變?yōu)?/span>NO，因此從B中逸出的氣體有NO、CO2、H2O蒸氣，NO、CO2、H2O蒸氣與過(guò)氧化鈉反應(yīng)產(chǎn)生亞硝酸鈉、碳酸鈉和氫氧化鈉，所以預(yù)測(cè)C中反應(yīng)開(kāi)始階段，固體產(chǎn)物除NaNO2外，還含有的副產(chǎn)物有Na2CO3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，則E中盛放的試劑堿石灰，可以吸收CO2和H2O蒸氣；

(6)檢查裝置氣密性并裝入藥品后，先打開(kāi)彈簧夾，向裝置中通入N2，排出裝置中的空氣，再向三頸燒瓶中滴加濃硝酸，關(guān)閉分液漏斗歐旋塞，然后點(diǎn)燃酒精燈，待反應(yīng)結(jié)束后熄滅酒精燈，繼續(xù)通入N2，使裝置中的氣體全部進(jìn)行D裝置，防止污染大氣，待D中溶液不變色時(shí)說(shuō)明裝置中無(wú)NO，就停止通入N2，故操作順序?yàn)?/span>a→c→e→b→d→f；

(7)根據(jù)方程式：C+4HNO3(濃) CO2↑+4NO2↑+2H2O；3NO2＋H2O=2HNO3+NO；2NO+Na2O2=2NaNO2可得關(guān)系式：3C～12NO2～4NO～2Na2O2，7.8gNa2O2的物質(zhì)的量為0.1mol，利用改進(jìn)后的裝置，若將其完全轉(zhuǎn)化為亞硝酸鈉，根據(jù)關(guān)系式可知需要C的物質(zhì)的量為0.15mol，則需木炭的質(zhì)量為m(C)=0.15mol×12g/mol=1.8g。