Question

【題目】亞硝酸鈉(NaNO2)外觀酷似食鹽且有咸味，是一種常用的發色劑和防腐劑，但使用過量會使人中毒．某學習小組針對亞硝酸鈉設計了如下實驗：

（實驗一）制取NaNO2

該小組先查閱資料知：①2NO+Na2O2→2NaNO2；2NO2+Na2O2→2NaNO3；②NO能被酸性高錳酸鉀氧化為NO3-，然后設計制取裝置如圖(夾持裝置略去)：

(1)裝置D的作用是_______________；如果沒有B裝置，C中發生的副反應有_______________。

(2)就算在裝置氣密性良好的情況下進行實驗，該小組發現制得的NaNO2的純度也不高，可能的原因是由_____________；設計一種提高NaNO2純度的改進措施_________。

（實驗二）測定NaNO2樣品(含NaNO3雜質)的純度

先查閱資料知：①5NO2-+2MnO4-+6H+→5NO3-+3Mn2++3H2O；

②MnO4-+5Fe2++8H+→Mn2++5Fe3++4H2O

然后，設計如下方案測定樣品的純度：

樣品→溶液A 溶液B 數據處理

(3)取樣品2.3 g經溶解后得到溶液A 100 mL，準確量取10.00 mL A與24.00 mL 0.0500 mol/L的酸性高錳酸鉀溶液在錐形瓶中充分反應．反應后的溶液用0.1000 mol/L (NH4)2Fe(SO4)2標準溶液滴定至紫色剛好褪去；重復上述實驗3次，平均消耗(NH4)2Fe(SO4)2溶液10.00 mL，則樣品中NaNO2的純度為_________．

(4)通過上述實驗測得樣品中NaNO2的純度偏高，該小組討論的原因錯誤的是_________。(填字母編號)

a．滴定至溶液紫色剛好褪去，立即停止滴定

b．加入A與KMnO4溶液前的錐形瓶未經干燥

c．實驗中使用的(NH4)2Fe(SO4)2溶液暴露在空氣中的時間過長

Answer 1

【答案】吸收多余的NO 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑、2NO+O2=NO2 由于獲得NO的過程中會產生其他氮氧化物 在A、B之間增加裝有水的洗氣瓶 75% bc

【解析】

在裝置A中稀硝酸與Cu反應產生Cu(NO3)2、NO和H2O，反應產生的NO氣體經B裝置的無水CaCl2干燥后進入裝置C中，發生反應：2NO+Na2O2=2NaNO2，未反應的NO在裝置D中被酸性KMnO4氧化除去。再用酸性KMnO4溶液測定NaNO2純度中，可根據反應過程中的電子得失數目相等計算，利用反應過程中操作使KMnO4溶液消耗體積大小上分析實驗誤差。

(1)酸性KMnO4溶液具有氧化性，能將NO氧化為NO3-，所以裝置D的作用是吸收多余的NO；若沒有裝置B中無水CaCl2的干燥作用，其中的H2O就會與Na2O2發生反應：2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑，反應產生O2再與NO反應：2NO+O2=NO2，氣體變為NO2；

(2)由于反應開始時硝酸濃度較大時，可能有NO2產生，獲得NO的過程中可能會產生其他氮氧化物，這樣會干擾實驗結果，提高NaNO2純度可以在A、B之間增加裝有水的洗氣瓶，減小實驗誤差；

(3)根據電子守恒可得關系式：5(NH4)2Fe(SO4)2～MnO4-，消耗n(KMnO4)=0.1 mol/L×0.01 L=0.001 mol，根據2MnO4-～5NO2-可知NO2-反應消耗KMnO4溶液的物質的量n(KMnO4)=0.05 mol/L×0.024 L-0.001mol=2.0×10-4 mol，則NaNO2的物質的量n(NaNO2)= 5.0×10-4 mol，則100 mL溶液中含NaNO2的物質的量為n(NaNO2)總=5.0×10-4 mol×=5.0×10-3 mol，所以樣品中NaNO2的純度為×100%=75%；

(4)a．滴定至溶液紫色剛剛好褪去，消耗(NH4)2Fe(SO4)2標準溶液體積偏小，n[(NH4)2Fe(SO4)2]偏小，導致NaNO2的量測定結果偏高，a正確；

b．加入A與KMnO4溶液前錐形瓶未經干燥，對測量結果無影響，b錯誤；

c．實驗中使用的(NH4)2Fe(SO4)2溶液暴露在空氣中時間過長，部分(NH4)2Fe(SO4)2被氧化，消耗的(NH4)2Fe(SO4)2偏大，導致的測量結果偏低，c錯誤；

故合理選項是bc。