Question

18．亞硝酸鈉大量用于染料和有機(jī)合成工業(yè)．用木屑制備亞硝酸鈉的流程如圖1：

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═3H₂C₂O₄+9NO₂↑+3NO↑+9H₂O
（1）酸溶過程中，硫酸的作用是催化劑或使纖維素水解成為葡萄糖．吸收完成后，將吸收液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌得到白色晶狀的亞硝酸鈉．
（2）實(shí)驗(yàn)室模擬氧化和吸收過程的裝置如圖2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HNO₃分解，降低NaNO₂的產(chǎn)率；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(shí)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；S₂O₃^2-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(bǔ)充完整實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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 木屑的主要成分是纖維素[（C₆H₁₀O₅）_n]，酸溶后得葡萄糖溶液，用葡萄糖還原硝酸得NO和NO₂，用NaOH吸收NO和NO₂，得到NaNO₂；HNO₃不穩(wěn)定，溫度過高發(fā)生分解，所以反應(yīng)溫度不宜高于60℃，NaOH溶液呈堿性，可以用碳酸鈉溶液代替，
（1）酸溶過程中，硫酸的作用是催化劑；
（2）硝酸易分解，則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；反應(yīng)中產(chǎn)生的NO₂、NO被碳酸鈉溶液吸收即轉(zhuǎn)化為亞硝酸鈉；
（3）NO和NO₂的物質(zhì)的量比=1：1時(shí)恰好可以看作亞硝酸，因此若（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時(shí)NO₂過量，則又會產(chǎn)生硝酸鈉；
（4）已知NaNO₂能把酸性條件下的Fe²⁺氧化，說明氮元素的化合價(jià)降低，同時(shí)產(chǎn)生一種有毒的氣體，因此該氣體是NO；
（5）由于NaNO₂有還原性，能使酸性KMnO₄溶液褪色，所以可以通過氧化還原滴定測定其純度．

解答 解：（1）酸溶過程中，硫酸的作用是催化劑，
故答案為：催化劑或使纖維素水解成為葡萄糖；
（2）硝酸易分解，則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；反應(yīng)中產(chǎn)生的NO₂、NO被碳酸鈉溶液吸收即轉(zhuǎn)化為亞硝酸鈉，
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）NO和NO₂的物質(zhì)的量比=1：1時(shí)恰好可以看作亞硝酸，因此若（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時(shí)NO₂過量，則又會產(chǎn)生硝酸鈉，即會使產(chǎn)品中混有的雜質(zhì)為NaNO₃，
故答案為：排放氣體中NO含量升高；NaNO₃；
（4）已知NaNO₂能把酸性條件下的Fe²⁺氧化，說明氮元素的化合價(jià)降低，同時(shí)產(chǎn)生一種有毒的氣體，因此該氣體是NO，所以該反應(yīng)的離子方程式為NO₂^-+2H⁺+Fe²⁺=NO↑+Fe³⁺+H₂O，故答案為：NO₂^-+2H⁺+Fe²⁺=NO↑+Fe³⁺+H₂O；
（5）由于NaNO₂有還原性，能使酸性KMnO₄溶液褪色，所以可以通過氧化還原滴定測定其純度，因此實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)為：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(diǎn)評 本題考查物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)與探究，為高頻考點(diǎn)，把握制備原理、實(shí)驗(yàn)技能為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾�，題目難度中等．