Question

6．亞硝酸鈉大量用于染料和有機合成工業(yè)．用木屑制備亞硝酸鈉的流程如下：

已知氧化過程中，控制反應(yīng)液的溫度在55～60℃條件下發(fā)生的主要反應(yīng)為：
C₆H₁₂O₆+12HNO₃$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$3H₂C₂O₄+9NO₂↑+3NO↑+9H₂O
（1）酸溶過程中，硫酸的作用是催化纖維素的水解得到葡萄糖．吸收完成后，將吸收液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾（填操作名稱）、洗滌得到白色晶狀的亞硝酸鈉．
（2）實驗室模擬氧化和吸收過程的裝置如圖所示，A裝置須控制反應(yīng)液的溫度不高于60℃的原因是溫度過高會導(dǎo)致硝酸的分解，使NaNO₂產(chǎn)率降低；B裝置用于制備亞硝酸鈉，其中盛放的溶液是b（填字母）．
a．NaCl溶液  b．Na₂CO₃溶液  c．NaNO₃溶液
（3）工業(yè)上在吸收過程中需控制NO和NO₂的物質(zhì)的量比接近1：1．若（NO）：n（NO₂）＞1：1，則會導(dǎo)致排放氣體中NO含量升高；若n（NO）：n（NO₂）＜1：1會使產(chǎn)品中混有的雜質(zhì)為NaNO₃．
（4）已知NaNO₂能把酸性條件下的Fe²⁺氧化，同時產(chǎn)生一種有毒的氣體，請寫出該反應(yīng)的離子方程式：NO₂^-+2H⁺+Fe²⁺=NO↑+Fe³⁺+H₂O．
（5）已知：①NaNO₂有氧化性，在酸性條件下能把I^-氧化為I₂；S₂${{O}_{3}}^{2-}$又能把I₂還原為I^-．②NaNO₂也有還原性，能使酸性KMnO₄溶液褪色．為測定產(chǎn)品NaNO₂的純度，請補充完整實驗方案：準(zhǔn)確稱量適量的NaNO₂樣品放入錐形瓶中，加適量水溶解，然后用c₃mol•L^-1酸性KMnO₄溶液滴定至溶液由無色恰好變?yōu)闇\紅色，且半分鐘內(nèi)不褪色，讀數(shù)，重復(fù)以上操作2～3次．實驗中可供選擇的試劑：稀硫酸、c₁ mol•L^-1 KI溶液、淀粉溶液、c₂ mol•L^-1 Na₂S₂O₃溶液、c₃ mol•L^-1酸性KMnO₄溶液．

Answer 1

分析 （1）木屑的主要成分是纖維素[（C₆H₁₀O₅）_n]，而題給氧化反應(yīng)是葡萄糖反應(yīng)，所以加H₂SO₄的目的催化纖維素的水解得到葡萄糖溶液；
從溶液中獲得晶體，需要經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥等；
（2）HNO₃不穩(wěn)定，溫度過高發(fā)生分解；用NaOH吸收的原理是：2NaOH+NO+NO₂=2NaNO₂，即在堿性溶液中NO₂和NO發(fā)生歸中反應(yīng)；
（3）若NO過多，則NO不能被吸收，排入空氣引起污染；若NO₂過多發(fā)生反應(yīng)：2NO₂+2NaOH=NaNO₃+NaNO₂+H₂O；
（4）NaNO₂將Fe²⁺氧化，自身被還原，氮元素化合價降低，產(chǎn)生有毒氣體，說明被還原為NO，酸性條件下依據(jù)得失電子守恒配平反應(yīng)；
（5）利用KMnO₄氧化NO₂^-進行滴定計算NaNO₂的含量．不可采用酸性條件，NO₂^-氧化I^-生成I₂后，再用Na₂S₂O₃滴定計算，因為產(chǎn)品中的NaNO₃中的NO₃^-在酸性條件也會氧化I^-生成I₂，并重復(fù)滴定以減少誤差．

解答 解：（1）木屑的主要成分是纖維素[（C₆H₁₀O₅）_n]，而題給氧化反應(yīng)是葡萄糖反應(yīng)，所以加H₂SO₄的目的：催化纖維素的水解得到葡萄糖溶液；
從溶液中獲得NaNO₂晶體，需要經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥等，
故答案為：催化纖維素的水解得到葡萄糖；冷卻結(jié)晶；過濾；
（2）溫度過高，HNO₃會發(fā)生分解，使NaNO₂產(chǎn)率降低；用NaOH吸收的原理是：2NaOH+NO+NO₂=2NaNO₂，即在堿性溶液中NO₂和NO發(fā)生歸中反應(yīng)，所以選用Na₂CO₃溶液，
故答案為：溫度過高會導(dǎo)致硝酸的分解，使NaNO₂產(chǎn)率降低；b；
（3）若NO過多，則NO不能被吸收，排入空氣引起污染；若NO₂過多發(fā)生反應(yīng)：2NO₂+2NaOH=NaNO₃+NaNO₂+H₂O，產(chǎn)生NaNO₃雜質(zhì)，
故答案為：排放氣體中NO含量升高；NaNO₃；
（4）NaNO₂將Fe²⁺氧化，自身被還原，氮元素化合價降低，產(chǎn)生有毒氣體，說明被還原為NO，該反應(yīng)的離子方程式：NO₂^-+2H⁺+Fe²⁺=NO↑+Fe³⁺+H₂O，
故答案為：NO₂^-+2H⁺+Fe²⁺=NO↑+Fe³⁺+H₂O；
（5）利用KMnO₄氧化NO₂^-進行滴定計算NaNO₂的含量．不可采用酸性條件，NO₂^-氧化I^-生成I₂后，再用Na₂S₂O₃滴定計算，因為產(chǎn)品中的NaNO₃中的NO₃^-在酸性條件也會氧化I^-生成I₂，完整實驗方案：準(zhǔn)確稱量適量的NaNO₂樣品放入錐形瓶中，加適量水溶解，然后用c₃mol•L^-1酸性KMnO₄溶液滴定至溶液由無色恰好變?yōu)闇\紅色，且半分鐘內(nèi)不褪色，讀數(shù)，重復(fù)以上操作2～3次，
故答案為：然后用c₃mol•L^-1酸性KMnO₄溶液滴定至溶液由無色恰好變?yōu)闇\紅色，且半分鐘內(nèi)不褪色，讀數(shù)，重復(fù)以上操作2～3次．

點評 本題考查亞硝酸鈉的制備實驗，側(cè)重考查學(xué)生對原理的理解，是對學(xué)生綜合能力的考查，難度中等．