Question

3．亞硝酸鈉（NaNO₂）易潮解，易溶于水，微溶于乙醇、甲醇、乙醚等有機(jī)溶劑．亞硝酸鈉是一種工業(yè)鹽，用途廣泛，外觀與食鹽非常相似，由于其具有咸味且價錢便宜，常在非法食品制作時用作食鹽的不合理替代品，因為亞硝酸鈉有毒，含有工業(yè)鹽的食品對人體危害很大，有致癌性．某化學(xué)興趣小組對食鹽與亞硝酸鈉進(jìn)行了如下探究：
Ⅰ、鑒別NaCl和NaNO₂
（1）測定溶液pH
用pH試紙分別測定0.1mol/L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NO₂^-+H₂O?HNO₂+OH^-（用離子方程式表示）．NaNO₂溶液中c（HNO₂）=c（OH^-）+c（H⁺）或c（Na⁺）-c（NO₂^-）（用溶液中其它離子的濃度關(guān)系式表示）．
（2）氧化還原法
分別取1mL 0.1mol/L NaNO₂溶液和NaCl溶液于兩支試管中，分別加入0.5mL0.1mol/L KI溶液，再分別滴加2滴2mol/L硫酸和2滴2%淀粉溶液．溶液由無色變成藍(lán)色的為NaNO₂溶液，沒有明顯現(xiàn)象為NaCl溶液．發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2NO₂^-+2I^-+4H⁺=2NO+I₂+2H₂O．
Ⅱ、實驗室可用如下裝置（略去部分夾持儀器）制備亞硝酸鈉．

已知：①2NO+Na₂O₂=2NaNO₂；
②酸性條件下，NO和NO₂都能與MnO₄^-反應(yīng)生成NO₃^-和Mn²⁺．
（1）加熱裝置A前，先通一段時間N₂，目的是排除裝置內(nèi)的空氣，防止NO被氧化．
（2）裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為C+4HNO₃$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$ CO₂+4NO₂+2H₂O．裝置B 的作用是將NO₂ 氣體轉(zhuǎn)變?yōu)镹O，為后面反應(yīng)提供原料．
（3）儀器C的名稱為干燥管，其中盛放的藥品為堿石灰（填名稱）．
（4）裝置F 中發(fā)生的現(xiàn)象可能有溶液的紫色變淺或褪去．

Answer 1

分析 Ⅰ、（1）HNO₂是弱酸，與NaOH反應(yīng)生成的鹽NaNO₂，在水溶液里易水解，使溶液顯堿性；NaNO₂溶液里存在物料守恒式c（Na⁺）=c（HNO₂）+c（NO₂^-），也存在電荷守恒式c（OH^-）+c（NO₂^-）=c（Na⁺）+c（H⁺），據(jù)此可得出c（HNO₂）；（2）NO₂^-在酸性條件下有強(qiáng)氧化性，能氧化I^-生成碘單質(zhì)，而淀粉溶液遇碘單質(zhì)變藍(lán)色，但Cl^-只有還原性，無法與I^-發(fā)生反應(yīng)；
Ⅱ、裝置A中是濃硝酸和碳加熱發(fā)生的反應(yīng)，反應(yīng)生成二氧化氮和二氧化碳和水，裝置B中是A裝置生成的二氧化氮和水反應(yīng)生成硝酸和一氧化氮，生成的稀硝酸與銅反應(yīng)生成一氧化氮；通過裝置C中的干燥劑吸收水蒸氣，通過裝置E中的干燥劑防止水蒸氣進(jìn)入，通過裝置D中的過氧化鈉與一氧化氮反應(yīng)，最后通過酸性高錳酸鉀溶液除去剩余一氧化氮防止污染空氣；
（1）加熱前裝置內(nèi)有空氣，空氣中的氧氣能氧化NO；
（2）裝置A中木炭和濃硝酸在加熱條件下反應(yīng)生成CO₂、NO₂和水，根據(jù)電子守恒和原子守恒可寫出此反應(yīng)的化學(xué)方程式；NO₂溶解于水生成稀硝酸，生成的稀硝酸可溶解銅，同時生成NO；
（3）裝置中儀器C是用來干燥一氧化氮的，儀器為干燥管，可盛放固體干燥劑，通常用堿石灰；
（4）裝置F中盛放的酸性高錳酸鉀溶液是用來除去含有NO和NO₂的尾氣，高錳酸鉀會被還原，溶液的紫色將褪去．

解答 解：Ⅰ、（1）NaNO₂溶液顯堿性，是NO₂^-在水溶液里發(fā)生水解的緣故，水解反應(yīng)式為NO₂^-+H₂O$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$HNO₂+OH^-；NaNO₂溶液里根據(jù)存在的物料守恒式c（Na⁺）=c（HNO₂）+c（NO₂^-）和電荷守恒式c（OH^-）+c（NO₂^-）=c（Na⁺）+c（H⁺），可知c（HNO₂）=c（OH^-）+c（H⁺）=c（Na⁺）-c（NO₂^-）；故答案為：NO₂^-+H₂O $\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$HNO₂+OH^-；c（OH^-）+c（H⁺）或c（Na⁺）-c（NO₂^-）；（2）NO₂^-在酸性條件下能氧化I^-生成碘單質(zhì)，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2NO₂^-+2I^-+4H⁺=2NO+I₂+2H₂O；故答案為：2NO₂^-+2I^-+4H⁺=2NO+I₂+2H₂O；
Ⅱ、裝置A中是濃硝酸和銅加熱發(fā)生的反應(yīng)，反應(yīng)生成二氧化氮和硝酸銅和水，裝置C中是A裝置生成的二氧化氮和水反應(yīng)生成硝酸和一氧化氮；通過裝置D中的干燥劑吸收水蒸氣，通過裝置F中的干燥劑防止水蒸氣進(jìn)入，通過裝置E中的過氧化鈉與一氧化氮反應(yīng)，最后通過酸性高錳酸鉀溶液除去剩余一氧化氮防止污染空氣；
（1）加熱前先通一段時間N₂，是為了除去裝置內(nèi)的空氣，防止NO被氧化，故答案為：排除裝置內(nèi)的空氣，防止NO被氧化；
（2）裝置A中木炭和濃硝酸在加熱條件下發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為C+4HNO₃$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$CO₂+4NO₂+2H₂O；裝置B利用NO₂溶解于水生成的稀硝酸與銅反應(yīng)，既除去了NO₂，同時生成NO，為后面提供原料；故答案為：C+4HNO₃$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$ CO₂+4NO₂+2H₂O；將NO₂ 氣體轉(zhuǎn)變?yōu)镹O，為后面反應(yīng)提供原料；
（3）裝置中儀器C為干燥管，盛放固體干燥劑為堿石灰，故答案為：干燥管；堿石灰；
（4）裝置F中盛放的是用來除去含有氣，高錳酸鉀會被還原，溶液的紫色將褪去．
尾氣中的NO和NO₂能被酸性高錳酸鉀溶液氧化，原溶液的紫色變淺，最終褪去，故答案為：溶液的紫色變淺或褪去．

點評 本題以探究NaNO2和NaCl的性質(zhì)為載體，考查物質(zhì)的制備、實驗原理的分析及混合物的分離與提純等實驗基本操作，屬基礎(chǔ)考查，中等難度．