Question

亞硝酸鈉是一種工業(yè)鹽，用途廣泛；外觀與食鹽非常相似，但毒性較強，食品添加亞硝酸鈉必須嚴格控制用量．某化學興趣小組對食鹽與亞硝酸鈉進行了如下探究：
㈠鑒別NaCl和NaNO₂
（1）測定溶液pH
用PH試紙分別測定0.1mol?L-1兩種鹽溶液的PH，測得NaNO₂溶液呈堿性．NaNO₂溶液呈堿性的原因是

 

（用離子方程式解釋）．NaNO₂溶液中c（HNO₂）=

 

（用溶液中其它離子的濃度關系式表示）
（2）沉淀法
取2mL0.1mol?L^-1兩種鹽溶液于試管中，分別滴加幾滴稀硝酸銀溶液．兩只試管均產(chǎn)生白色沉淀．分別滴加幾滴稀硝酸并振蕩，盛NaNO₂溶液的試管中沉淀溶解．
該溫度下K_sp（AgNO₂）=2×10^-8 （mol?L^-1）²； K_sp（AgCl）=1.8×10^-10（mol?L^-1）²
則反應AgNO₂（s）+Cl^-（aq）═AgCl（s）+NO₂^-（aq）的化學平衡常數(shù)K=

 

（3）氧化法
取2mL0.1mol?L^-1兩種鹽溶液于試管中，分別滴加幾滴酸性KMnO₄溶液．使酸性KMnO₄溶液褪色的是NaNO₂溶液．該反應的離子方程式為

 

．
㈡NaNO₂性質(zhì)探究
該興趣小組同學用下圖裝置探究亞硝酸鈉與硫酸反應及氣體產(chǎn)物成分．

已知：氣體液化的溫度：NO₂ 21℃、NO-152℃
（1）為了檢驗裝置A中生成的氣體產(chǎn)物，儀器的連接順序為（從左向右連接）：A→

 

→

 

→

 

→

 

；組裝好儀器后，接下來進行的操作是

 

．
（2）反應前應打開彈簧夾，先通入一段時間氮氣，排除裝置中的空氣．
（3）在關閉彈簧夾，打開分液漏斗活塞，滴入70%硫酸后，A中產(chǎn)生紅棕色氣體．
①如何確認A中產(chǎn)生氣體是否含有NO

 

．（寫出實驗操作、現(xiàn)象和結論）
②裝置E的作用是

 

．
③若向D中通入過量O₂，則裝置B中發(fā)生反應的化學方程式為

 

．

Answer 1

考點：性質(zhì)實驗方案的設計

專題：

分析：（一）（1）NaNO₂溶液顯示堿性，NaNO₂說明為強堿弱酸鹽，亞硝酸根離子水解導致溶液顯示堿性；根據(jù)亞硝酸鈉溶液中的質(zhì)子守恒分析；
（2）寫出該反應的平衡常數(shù)表達式，然后根據(jù)K_sp（AgNO₂）、K_sp（AgCl）進行計算；
（3）酸性高錳酸鉀具有強氧化性，將亞硝酸根離子氧化成硝酸根離子；
（二）（1）根據(jù)各部分裝置的作用進行連接；
（3）①根據(jù)一氧化氮和氧氣反應生成紅棕色二氧化氮氣體判斷；
②溫度低于二氧化氮液化溫度時，二氧化氮變成液態(tài)；
③氧氣過量，進入B中可理解為先生成硝酸，硝酸再與氫氧化鈉反應生成硝酸鈉和水．

解答： 解：（一）（1）由于亞硝酸鈉溶液中存在水解平衡：NO₂^-+H₂O=HNO₂+OH^-，所以亞硝酸鈉溶液顯示堿性；根據(jù)亞硝酸鈉溶液中的質(zhì)子守恒可得：c（OH^-）=c（HNO₂）+c（H⁺），則c（HNO₂）=c（OH^-）-c（H⁺），
故答案為：NO₂^-+H₂O=HNO₂+OH^-；c（OH^-）-c（H⁺）；
（2）反應AgNO₂（s）+Cl^-（aq）═AgCl（s）+NO₂^-（aq）的化學平衡常數(shù)K=

c(NO2-)

c(Cl-)

，根據(jù)K_sp（AgCl）=c（Cl^-）?c（Ag⁺）、K_sp（AgNO₂）=c（NO₂^-）?c（Ag⁺）可知，K=

c(NO2-)

c(Cl-)

=

Ksp(AgNO2)

Ksp(AgCl)

=

2×10-8

1.8×10-10

=

100

9

，
故答案為：

100

9

；
（3）酸性高錳酸鉀具有強氧化性，能夠將亞硝酸鈉氧化成硝酸鈉，反應的離子方程式為：5NO₂^-+2MnO₄^-+6H⁺=5NO₃^-+2Mn²⁺+3H₂O，
故答案為：5NO₂^-+2MnO₄^-+6H⁺=5NO₃^-+2Mn²⁺+3H₂O；
（二）（1）C吸收水蒸氣，B尾氣處理，防止污染空氣，D檢驗NO，E冷卻二氧化氮，利用檢驗NO，所以裝置的連接為：A→D→E→C→B；組裝好儀器后，接下來進行的操作實驗是檢查裝置氣密性，
故答案為：E；D；B；檢驗裝置的氣密性；
（3）①確認A中產(chǎn)生氣體是否含有NO的方法為：打開活塞，向D中通入O₂，若出現(xiàn)紅棕色氣體，證明A中產(chǎn)生氣體含有NO；若無紅棕色氣體出現(xiàn)，則不含NO，
故答案為：打開活塞，向D中通入O₂，若出現(xiàn)紅棕色氣體，證明A中產(chǎn)生氣體含有NO；若無紅棕色氣體出現(xiàn)，則不含NO；
②二氧化氮的液化溫度是21℃，低于此溫度時，二氧化氮氣體變成液態(tài)，所以裝置E的作用是冷凝使NO₂完全液化，
故答案為：冷凝使NO₂完全液化；    
③如果向D中通入過量O₂，則裝置B中二氧化氮、氧氣和氫氧化鈉反應生成硝酸鈉和水，其反應方程式為：4NO₂+O₂+4NaOH=4NaNO₃+2H₂O，
故答案為：4NO₂+O₂+4NaOH=4NaNO₃+2H₂O．

點評：本題考查性質(zhì)實驗方案的設計與評價，題目難度較大，明確物質(zhì)的性質(zhì)和實驗原理為解關鍵，注意實驗設計要遵循嚴密性、可行性、科學性的原則，試題考查了學生的分析、理解能力及化學實驗能力．