藏硝酸鈉(NaNO2)外觀酷似食鹽且有咸味,是一種常用的發(fā)色劑和防腐劑,僵使用過量會使人中毒,國酥上對食品中亞硝酸鈉的用量控制在很低的本平上.某學習小組針對亞硝酸鈉設計了如下實驗:
【實驗Ⅰ】制取NaNO2
該小組查閱資料知:2NO+Na2O2═2NaNO2;2NO2+Na2O2═2NaNO3設計割取裝置如下(夾持裝置略去):
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(1)裝置D可將剩余的NO氧化成N03,發(fā)生反應的離子方程式為
 

(2)如果沒有B裝置,C中發(fā)生的副反應有
 

(3)甲同學梭在完氣密往良好后進行實驗,發(fā)現(xiàn)NaNO2的純度較低.乙簡學對上述裝置進行了改進后提高了NaNO2的純度,其改進措施是
 

(4)丙同學撩B中的藥品進行了更換,也提高了NaNO2鮑純度.丙更換的藥最是
 

【實驗Ⅱ】測定甲、乙同學制取樣晶中NaNO2的含量
步驟:a.在5個有編號的帶刻度試管(比色管)中分別加入不同量的NaNO2溶液,各加入1mL的M溶液(M遇NaN02呈紫紅色,NaNO2濃度越大顏色越深),再加蒸餾水至總體積均為10mL并振蕩,制成標準色階:
試管編號
NaNO2含量/mg?L-1 0 20 40 60 80
b.分別稱量0.10g甲、乙制得的樣品溶于水配成500mL溶液,貼上標簽甲、乙.再分離別取5mL甲、乙待測液,各加入1mL M溶液,均加蒸餾水至10mL振蕩,分別與標準色階比較.
(5)步驟b中比較結果是:甲待測液顏色與③號色階相同,乙待測液顏色與④號色階相同.則甲同學制得的樣品中NaN02的純度是
 
%.
(6)用目視比色法證明維生素C可以有效降低NaNO2的含量.設計并完成下列實驗報告.
實驗方案 實驗現(xiàn)象 實驗結論
維生素C可以有效降低NaNO2的含量
分析:(1)高錳酸鉀具有氧化性,能將一氧化氮氧化,根據(jù)電子守恒配平方程式即可;
(2)金屬銅和稀硝酸制得的一氧化氮中含有水,會和過氧化鈉發(fā)生反應產(chǎn)生氧氣,氧氣極易把一氧化氮氧化;
(3)硝酸具有揮發(fā)性,會干擾實驗結果,據(jù)此回答分析;
(4)根據(jù)氣體物質(zhì)的除雜方法和選擇的藥品來回答判斷;
(5)根據(jù)物質(zhì)純度計算公式純度=
物質(zhì)含量
樣品質(zhì)量
×100%;
(6)根據(jù)維生素C的作用結合(5)的計算結構來回答.
解答:解:(1)高錳酸鉀具有氧化性,能將一氧化氮氧化,反應的實質(zhì)是:5NO+3MnO4-+4H+=5NO3-+3Mn2++2H2O,故答案為:5NO+3MnO4-+4H+=5NO3-+3Mn2++2H2O;
(2)金屬銅和稀硝酸制得的一氧化氮中含有水,水會和過氧化鈉發(fā)生反應產(chǎn)生氧氣,2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,生成的氧氣極易把一氧化氮氧化為二氧化氮,即2NO+O2=NO2,故答案為:2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑;2NO+O2=NO2;
(3)由于獲得一氧化氮所用的硝酸具有揮發(fā)性,這樣會干擾實驗結果,可以在A、B之間增加裝有水的洗氣瓶,減小實驗誤差,故答案為:在A、B之間增加裝有水的洗氣瓶;
(4)由于獲得NO的過程中伴隨的雜質(zhì)會對實驗結果產(chǎn)生影響,這樣采用的干燥劑和除雜試劑可以選擇堿石灰或是氧化鈣,故答案為:堿石灰或氧化鈣;
(5)甲待測液顏色與③號色階相同,則甲同學制得的樣品中NaN02的純度是
40×10-3g×100
0.1g
×100%=40%,故答案為:40;
(6)要和(5)中的賈同學的實驗方案形成對比試驗,同樣可以是先取5mL甲待測液,然后加入維生素C,并加入1 mLM溶液,最后加入蒸餾水至10mL,若紫紅色比③色階淺,說明亞硝酸鈉的含量低,則可以證明維生素C可以有效降低NaNO2的含量.
故答案為:實驗方案:取5mL甲待測液加入維生素C,振蕩,再加入1 mL M溶液,加入蒸餾水至10mL;實驗現(xiàn)象:紫紅色比③色階淺.
點評:本題是一道實驗方案的設計和探究題,考查學生分析和解決問題的能力,綜合性強,難度大.
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