Question

【題目】亞硝酸鈉(NaNO2)在漂白、電鍍等方面應用廣泛。以木炭濃硝酸、水和銅為原料制備亞硝酸鈉的裝置如圖所示：

已知：

室溫下，①2NO+Na2O2===2NaNO2

②3NaNO2+3HCl===3NaCl+HNO3+2NO↑+H2O

③酸性條件下，NO或NO2ˉ都能與MnO4ˉ反應生成NO3ˉ和Mn2+

回答下列問題：

(1)檢查完該裝置的氣密性，裝入藥品后，實驗開始前通入一段時間N2，然后關閉彈簧夾，再滴加濃硝酸，加熱。通入N2的作用是________________________________________。

(2)裝置B中觀察到的主要現(xiàn)象為________________________________________，發(fā)生反應離子方程式是_____________。

(3)裝置D的作用是______________________________，發(fā)生反應的離子方程式是________________________________________。

(4)預測C中反應開始階段，固體產(chǎn)物除NaNO2外，還含有的副產(chǎn)物有Na2CO3和__________(寫化學式)。為避免產(chǎn)生這些副產(chǎn)物，應在裝置B、C間增加干燥管，則干燥管中盛放的試劑為__________（寫名稱）。

(5)利用改進后的裝置將3.12gNa2O2完全轉化為NaNO2，理論上至少需要木炭__________g

Answer 1

【答案】排盡空氣，防止生成的NO被O2氧化 紅棕色氣體消失，銅片溶解，溶液變藍，導管口有無色氣泡冒出 3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O 利用酸性高錳酸鉀溶液溶液氧化未反應的NO，可以防止污染空氣 3MnO4-+5NO+4H+=3Mn2++5NO3-+2H2O NaOH； 堿石灰 0.48g

【解析】

A裝置為C與HNO3（濃）反應生成二氧化碳與二氧化氮，二氧化氮在B中與水反應是硝酸，硝酸與Cu反應生成NO，C裝置中制備NaNO2，由于二氧化碳、水蒸氣與過氧化鈉反應的得到碳酸鈉、氫氧化鈉，故需要需要除去二氧化碳，并干燥NO氣體，可以在B、C之間添加成分堿石灰的裝置，反應開始需要排盡裝置中的空氣，防止氧氣將NO氧化，利用酸性高錳酸鉀溶液溶液氧化未反應的NO，可以防止污染空氣，由題目信息，酸性條件下，NO能與MnO4-反應生成NO3-和Mn2+；

（5）根據(jù)方程式：C+4HNO3（濃）CO2↑+4NO2↑+2H2O，3NO2+H2O=2HNO3+NO，3Cu+8HNO3=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O，2NO+Na2O2═2NaNO2進行計算，需找B裝置中得到NO與C物質的量關系。

A裝置為C與HNO3（濃）反應生成二氧化碳與二氧化氮，二氧化氮在B中與水反應是硝酸，硝酸與Cu反應生成NO，C裝置中制備NaNO2，由于二氧化碳、水蒸氣與過氧化鈉反應的得到碳酸鈉、氫氧化鈉，故需要需要除去二氧化碳，并干燥NO氣體，可以在B、C之間添加成分堿石灰的裝置，反應開始需要排盡裝置中的空氣，防止氧氣將NO氧化．利用酸性高錳酸鉀溶液溶液氧化未反應的NO，可以防止污染空氣，驗證NO的還原性．

（1）利用N2排盡空氣，防止生成的NO被O2氧化；

（2）二氧化氮在B中與水反應是硝酸，硝酸與Cu反應生成硝酸銅與NO，觀察到的現(xiàn)象為：紅棕色氣體消失，銅片溶解，溶液變藍，導管口有無色氣泡冒出；發(fā)生反應的離子方程式為3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O；

（3）由題目信息，酸性條件下，NO能與MnO4-反應生成NO3-和Mn2+，故裝置D的作用是利用酸性高錳酸鉀溶液溶液氧化未反應的NO，可以防止污染空氣；反應離子方程式為：3MnO4-+5NO+4H+=3Mn2++5NO3-+2H2O；

（4）二氧化碳、水蒸氣與過氧化鈉反應的得到碳酸鈉、氫氧化鈉，可以在B、C之間添加成分堿石灰的裝置，吸收除去二氧化碳，并干燥NO氣體，故答案為：NaOH；堿石灰；

（5）n（Na2O2）==0.04mol，根據(jù)2NO+Na2O2=2NaNO2知，0.04mol過氧化鈉反應需要0.08molNO，設參加反應的碳為 nmol，根據(jù)C+4HNO3（濃）CO2↑+4NO2↑+2H2O知，生成4nmolNO2，根據(jù)3NO2+H2O=2HNO3+NO，可知4nmolNO2與水反應生成4nmol×=nmol硝酸和nmolNO，再根據(jù)3Cu+8HNO3=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O可知，硝酸與銅反應生成的NO為nmol×=nmol，所以nmol+nmol=2nmol=0.08mol，可得n=0.04mol，則需要碳的質量=12g/mol×0.04mol=0.48g。