Question

【題目】亞硝酸鈉（NaNO2）是一種肉制品生產(chǎn)中常見(jiàn)的食品添加劑，使用時(shí)必須嚴(yán)格控制其用量。在漂白、電鍍等方面應(yīng)用也很廣泛。某興趣小組設(shè)計(jì)了如下圖所示的裝置制備NaNO2（A中加熱裝置已略去）。

已知：室溫下，①2NO+Na2O2===2NaNO2

②酸性條件下，NO 或NO2-都能與MnO4-反應(yīng)生成NO3-和Mn2+

（1）A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________________________。

（2）檢查完該裝置的氣密性，裝入藥品后，實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前通入一段時(shí)間N2，然后關(guān)閉彈簧夾，再滴加濃硝酸，加熱。通入N 2的作用是______________。

（3）裝置B中觀察到的主要現(xiàn)象為_________________

（4）①為保證制得的亞硝酸鈉的純度，C裝置中盛放的試劑可能是___________（填字母序號(hào)）。

A．P2O5 B．無(wú)水CaCl2 C．堿石灰 D．濃硫酸

②如果取消C裝置，D中固體產(chǎn)物除NaNO2外，可能含有的副產(chǎn)物有________ 寫(xiě)化學(xué)式）。

（5）E中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為____________。

（6）將1.56g Na2O2完全轉(zhuǎn)化為NaNO2，理論上至少需要木炭__________g。

Answer 1

【答案】C+4HNO3(濃)CO2↑+4NO2↑+2H2O 排盡空氣，防止生成的NO被氧氣氧化 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 C Na2CO3、NaOH 5NO+3MnO4+4H+=5NO3+3 Mn2++2H2O 0.24g

【解析】

A裝置為C與HNO3 (濃)反應(yīng)生成二氧化碳與二氧化氮，二氧化氮在B中與水反應(yīng)生成硝酸，硝酸與Cu反應(yīng)生成NO， D裝置中制備NaNO2，由于二氧化碳、水蒸氣與過(guò)氧化鈉反應(yīng)的得到碳酸鈉、氫氧化鈉，故需要除去二氧化碳，并干燥NO氣體，所以C中放了堿石灰，反應(yīng)開(kāi)始需要排盡裝置中的空氣，防止氧氣將NO氧化，利用酸性高錳酸鉀溶液溶液氧化未反應(yīng)的NO，可以防止污染空氣。

(1)A裝置為C與HNO3 (濃)反應(yīng)生成二氧化碳與二氧化氮，反應(yīng)方程式為：C+4HNO3(濃)CO2↑+4NO2↑+2H2O；

(2)實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前通入一段時(shí)間N2，可排盡裝置中的空氣，防止氧氣將NO氧化；

(3)二氧化氮在B中與水反應(yīng)生成硝酸，硝酸與Cu反應(yīng)生成NO，所以看到的現(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；

(4)①根據(jù)分析可知，C裝置中可能盛放的試劑是堿石灰；

②結(jié)合分析可知，二氧化碳、水蒸氣與過(guò)氧化鈉反應(yīng)的得到副產(chǎn)物碳酸鈉、氫氧化鈉；

(5)根據(jù)題目提供信息可知酸性條件下，NO能與MnO4反應(yīng)生成NO3和Mn2+，方程式為：5NO+3MnO4+4H+=5NO3+3 Mn2++2H2O；

(6)n(Na2O2)==0.02mol，根據(jù)元素守恒可知1.56g Na2O2完全轉(zhuǎn)化為NaNO2，需要n(NO)=0.04mol。設(shè)參加反應(yīng)的碳為x mol，根據(jù)方程式C+4HNO3(濃)CO2↑+4NO2↑+2H2O可知生成n(NO2)=4x mol，根據(jù)方程式3 NO2+H2O=2HNO3+ NO，可知4x mol NO2與水反應(yīng)生成x mol硝酸和x molNO；根據(jù)3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O可知硝酸與銅反應(yīng)生成的NO為x mol，所以有x mol+x mol=2x mol=0.04mol，解得x=0.02mol，則需要的碳的質(zhì)量為12g/mol×0.02mol=0.24g。