Question

【題目】亞硝酸鈉(NaNO2)是一種重要的化工原料，某學(xué)習(xí)小組通過下述實(shí)驗(yàn)制備亞硝酸鈉，并測定所制備亞硝酸鈉的純度。

I.利用下列裝置制備NaNO2

已知：①2NO+Na2O2=2NaNO2；②NO能被酸性KMnO4氧化成NO3－，MnO4－被還原為Mn2+。請回答下列問題：

(1)利用上圖中的裝置制備NaNO2，其連接順序?yàn)閍→__________(按氣流方向，用小寫字母表示)。

(2)實(shí)驗(yàn)開始時，先通一段時間N2的目的是__________。

(3)裝置B中盛放試劑的名稱為__________，裝置C的作用是__________。

(4)裝置E中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為____________________。

Ⅱ.測定上述實(shí)驗(yàn)所制備的NaNO2樣品(含NaNO3雜質(zhì))的純度。稱量D中所得樣品ag溶解后配制成250mL溶液取25.00mL于錐形瓶中，用bmoL－1酸性高錳酸鉀溶液滴定到終點(diǎn)。重復(fù)上述滴定操作兩次，測得數(shù)據(jù)如下表：

(5)滴定終點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為_________。

(6)下列實(shí)驗(yàn)操作可能導(dǎo)致出現(xiàn)上表中第二次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的是__________(填字母編號)。

a.滴定時有部分酸性高錳酸鉀溶液滴在錐形瓶外

b.加入樣品溶液前的錐形瓶未經(jīng)干燥

c.滴定前仰視讀數(shù)，滴定后俯視讀數(shù)

(7)最終所得樣品中NaNO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為__________(用含a、b的關(guān)系式表示)。

Answer 1

【答案】d→e→b→c→f（或g）→g（或f）→i 排除裝置中的空氣，防止NO被氧化為NO2 堿石灰或無水氯化鈣 將NO2轉(zhuǎn)化為NO 5NO+3MnO4－+4H+=5NO3－+3Mn2++2H2O 溶液由無色變?yōu)樽仙�（或紫紅色），且半分鐘不褪色。 c 34.5b/a×100％

【解析】

（1）A裝置發(fā)生銅與濃硝酸的反應(yīng)生成NO2，通到C裝置中，NO2與水反應(yīng)生成NO，然后進(jìn)入B裝置進(jìn)行干燥，干燥完進(jìn)入D裝置和Na2O2反應(yīng)，最后進(jìn)入E裝置進(jìn)行尾氣處理。

（2）實(shí)驗(yàn)開始時，先通一段時間N2的目的是：排除裝置中的空氣，防止NO被氧化為NO2。

（3）裝置B是干燥NO。

（4）裝置E中發(fā)生NO和酸性KMnO4溶液的反應(yīng)，NO能被酸性KMnO4氧化成NO3－，MnO4－被還原為Mn2+。

（5）NaNO2與酸性高錳酸鉀溶液的離子反應(yīng)為：5NO2-+2MnO4-+6H+=5NO3-+2Mn2+ +3H2O。

（6）酸性高錳酸鉀溶液應(yīng)放在酸式滴定管中，NaNO2樣品溶液放在錐形瓶中，第二次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)偏小，即V(標(biāo))偏小。

（7）第二次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差較大，故舍去，酸性高錳酸鉀溶液的平均體積為：（19.98mL+20.02mL）/2=20mL，根據(jù)方程式：5NO2-+2MnO4-+6H+=5NO3-+2Mn2+ +3H2O來解答。

（1）A裝置發(fā)生銅與濃硝酸的反應(yīng)生成NO2，通到C裝置中，NO2與水反應(yīng)生成NO，然后進(jìn)入B裝置進(jìn)行干燥，干燥完進(jìn)入D裝置和Na2O2反應(yīng)，最后進(jìn)入E裝置進(jìn)行尾氣處理，所以連接順序?yàn)閍→d→e→b→c→f（或g）→g（或f）→i，故答案為：d→e→b→c→f（或g）→g（或f）→i。

（2）實(shí)驗(yàn)開始時，先通一段時間N2的目的是：排除裝置中的空氣，防止NO被氧化為NO2，故答案為：排除裝置中的空氣，防止NO被氧化為NO2。

（3）裝置B是干燥NO，應(yīng)盛放試劑的名稱為堿石灰或無水氯化鈣，裝置C中NO2和水反應(yīng)生成硝酸和NO，故答案為：堿石灰或無水氯化鈣；將NO2轉(zhuǎn)化為NO。

（4）裝置E中發(fā)生NO和酸性KMnO4溶液的反應(yīng)，NO能被酸性KMnO4氧化成NO3－，MnO4－被還原為Mn2+，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）NaNO2與酸性高錳酸鉀溶液的離子反應(yīng)為：5NO2-+2MnO4-+6H+=5NO3-+2Mn2+ +3H2O，滴定終點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為：溶液由無色變?yōu)樽仙�（或紫紅色），且半分鐘不褪色，故答案為：溶液由無色變?yōu)樽仙�（或紫紅色），且半分鐘不褪色。

（6）酸性高錳酸鉀溶液應(yīng)放在酸式滴定管中，NaNO2樣品溶液放在錐形瓶中，第二次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（酸性高錳酸鉀溶液體積）偏小.

a. 滴定時有部分酸性高錳酸鉀溶液滴在錐形瓶外，酸性高錳酸鉀溶液體積偏大，故a不可能；

b. 加入樣品溶液前的錐形瓶是否干燥對實(shí)驗(yàn)沒有影響，故b不可能；

c. 滴定前仰視讀數(shù)，滴定后俯視讀數(shù)，讀數(shù)出現(xiàn)錯誤，可以導(dǎo)致酸性高錳酸鉀溶液體積V(標(biāo))偏小，故c可能。

故選c。

（7）第二次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差較大，故舍去，酸性高錳酸鉀溶液的平均體積為：（19.98mL+20.02mL）/2=20mL，根據(jù)方程式：

5NO2-+2MnO4-+6H+=5NO3-+2Mn2+ +3H2O，

5mol 2mol

x 20 mL×10-3×bmoL/L

解得x=0.05bmol，原樣品中NaNO2的物質(zhì)的量為0.5bmol，所以NaNO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(0.5bmol×69g/mol/ag)×100％=34.5b/a×100％，故答案為：34.5b/a×100％。