Question

【題目】亞硝酸鈉在食品工業常用作肉類的發色劑，有一定的的氧化性，亞硝酸鈉暴露于空氣中會與氧氣反應生成硝酸鈉，一種模擬工業用純堿溶液吸收氮氧化物制備NaNO2的實驗裝置如下：

已知：NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O，2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O

回答下列問題：

(1)若當反應時NO與NO2的物質的量之比為1：1時，A中發生反應的化學方程式為________。

(2)裝置B的作用是____________________；裝置C中通入O2的目的是_______________。

(3)反應后A中溶液經蒸發濃縮、結晶及干燥得到產品。

甲同學取少量的產品溶于水并用稀鹽酸酸化，用濕潤的KI淀粉試紙檢驗，試紙變藍，得出產品為NaNO2。乙同學認為結論不可靠，其理由是____________________________。

(4)現有V L某NaOH溶液能完全吸收n mol NO2和 m mol NO組成的大氣污染物。

①所用燒堿溶液的物質的量濃度至少為______________ mol/L。

②若所得溶液中c(NO3-)∶c(NO2-)=1∶9，則原混合氣體中NO2和NO的物質的量之比n∶m=________。

Answer 1

【答案】NO+NO2+Na2CO3=2NaNO2+CO2 安全瓶(防止倒吸) 將NO氧化，確保被完全吸收 產品中若含NaNO3，在酸性條件下NO3-也可將I-氧化為I2 3∶2

【解析】

(1)Na2CO3水解產生NaOH，使溶液顯堿性，結合信息①方程式NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O，可得該步反應方程式；

(2)在C中NOx與NaOH反應會導致容器中氣體壓強減小，引起倒吸現象，裝置B可以緩沖，防止倒吸現象的發生；向裝置C中通入O2，可以使NO完全氧化，防止尾氣造成大氣污染；

(3)在酸性條件下，H+、NO3-起硝酸作用，表現強氧化性；

(4)①根據氣體和氫氧化鈉的關系式計算；

②根據二氧化氮、一氧化氮和氫氧化鈉反應的方程式中各個物理量之間的關系式計算。

(1)Na2CO3是強堿弱酸鹽，水解產生NaOH，使溶液顯堿性，結合信息①方程式可得若當反應時NO與NO2的物質的量之比為1：1時，A中發生反應的化學方程式為NO+NO2+Na2CO3=2NaNO2+CO2；

(2)在裝置A中用純堿溶液吸收NO、NO2的混合氣體制取NaNO2，由于氮氧化合物會造成大氣污染，形成酸雨、光化學煙霧，因此可利用NaOH溶液進行尾氣吸收，為防止在用NaOH溶液吸收時，由于氣體溶解導致導氣管中氣體壓強過小而引起倒吸現象的發生，可以安裝一個安全瓶，因此裝置B的作用是安全瓶，防止液體倒吸進入反應裝置A中；

根據題目已知的反應方程式可知：若n(NO2)：n(NO)≥1:1時，氣體可以完全被吸收，若NO的物質的量比NO2多，會有NO逸出，若再向裝置C中通入O2，就可以將NO氧化為NO2，而被NaOH溶液充分吸收。即裝置C中通入O2的目的是將NO氧化，確保被完全吸收；

(3)A中反應后的溶液中含有NaNO2、NaNO3，甲同學取少量的產品溶于水并用稀鹽酸酸化，用濕潤的KI淀粉試紙檢驗，試紙變藍，就得出結論說產品為NaNO2這個結論不可靠，原因是H+、NO3-起HNO3的作用，具有強的氧化性，也可以將KI氧化為I2，而使淀粉試紙變為藍色；

(4)①用V L某NaOH溶液能完全吸收n mol NO2和 m mol NO組成的大氣污染物。反應后產生NaNO2、NaNO3，根據物質組成，結合元素守恒，可知n(NaOH)=n(NaNO2)+n(NaNO3)=n(NO2)+n(NO)=(m+n)mol，根據物質的量濃度定義可得c(NaOH)==mol/L；所以若氣體完全被吸收，溶液中含有的NaOH的濃度最小為mol/L；

②設原混合氣體中NO2和NO的物質的量n和m，

NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O，

1 1 2

mmol mmol 2mmol

2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O，

2 1 1

(n-m)mol

所得溶液中c(NO3-)：c(NO2-)= ：[2m+ ]mol=1：9，解得n：m=3：2。