【題目】亞硝酸鈉被稱為工業(yè)鹽,在漂白、電鍍等方面應用廣泛。某小組制備亞硝酸鈉的實驗裝置如圖所示(部分夾持裝置已略去)。

已知:

①2NO+Na2O2=2NaNO2、2NaNO2+O2=2NaNO3

②3NaNO2+3HCl=3NaCl+HNO3+2NO↑+H2O

③酸性條件下,NO或NO2都能與MnO4-反應生成NO3-和Mn2+

回答下列問題:

(1)反應前需先打開彈簧夾,通入氮氣排盡裝置中的空氣,原因是__________________。

(2)裝置A中反應的化學方程式為_________________;裝置B中的實驗現(xiàn)象為_____________,銅片逐漸溶解并有氣泡產生。

(3)若省略裝置C,則裝置D中的固體產物除NaNO2、NaOH外,還有_____________________(填化學式)。檢驗產物中含有NaNO2的方法是:取少量樣品于試管中,_____________________,則說明產物中含有NaNO2。

(4)裝置E的作用是___________________________。

(5)NaNO2有像食鹽一樣的咸味,但能引起中毒。已知亞硝酸鈉能發(fā)生如下反應:2NaNO2+4HI=2NO+I2+2NaI+2H2O。根據(jù)上述反應,可以用試劑和生活中常見的物質進行實驗,以鑒別亞硝酸鈉和食鹽。進行實驗時,除樣品外必須選用的物質有_________(填標號)。

a.白酒 b.碘化鉀、淀粉溶液 c.白醋 d.白糖

(6)充分反應后,該小組設計實驗檢測產物中NaNO2的含量。稱取裝置D中固體2.3000g,完全溶解配制成溶液l00mL,取出25.00mL溶液用0.100mol·L-1酸性KMnO4溶液進行滴定(雜質不與KMnO4反應),三次滴定平均消耗KMnO4溶液30.00mL,則樣品中NaNO2的質量分數(shù)為_______________。(已知:NaNO2的摩爾質量為69g·mol-1)

【答案】 NO會被空氣氧化為NO2 C+4HNO3(濃)CO2↑ +4NO2↑+2H2O 紅棕色氣體變?yōu)闊o色,溶液變藍 Na2CO3 NaNO3 加入稀鹽酸,若產生無色氣體并在試管口變?yōu)榧t棕色 防止水蒸氣從裝置F進入D中 bc 90.0%

【解析】分析本題考查NaNO2的制備、物質的檢驗與鑒別、NaNO2質量分數(shù)的測定、N及其化合物的性質、Na2O2的性質。根據(jù)裝置圖,A裝置中木炭與濃硝酸共熱反應生成CO2、NO2H2O;將生成的氣體通入B裝置中,NO2與水反應生成HNO3NO,Cu與稀HNO3反應生成Cu(NO32、NOH2O;Na2O2能與CO2、H2O反應,在C裝置中,氣體中的CO2H2O(g)被堿石灰吸收,得到干燥純凈的NO;D裝置中NONa2O2反應制得NaNO2;由于Na2O2能與H2O反應,E中堿石灰的作用是防止水蒸氣從裝置F進入D;根據(jù)已知③,F(xiàn)中酸性KMnO4用于吸收尾氣。由于NO能與O2反應生成NO2,所以實驗前必須排盡裝置中的空氣。根據(jù)反應“3NaNO2+3HCl=3NaCl+HNO3+2NO↑+H2O”檢驗NaNO2。根據(jù)反應“2NaNO2+4HI=2NO↑+I2+2NaI+2H2O”,鑒別NaNO2NaCl,選擇碘化鉀、淀粉溶液和白醋。根據(jù)NaNO2與酸性KMnO4溶液的反應計算NaNO2的質量,進一步計算NaNO2的質量分數(shù)。

詳解:(1)由于NO能與O2反應生成NO2,所以實驗前必須排盡裝置中的空氣。反應前需先打開彈簧夾,通入N2排盡裝置中的空氣,原因是:NO會被空氣氧化成NO2

(2)裝置A中木炭與濃HNO3共熱反應生成CO2、NO2H2O,反應的化學方程式為C+4HNO3(濃)CO2↑+4NO2↑+2H2O。裝置B中發(fā)生的反應為:3NO2+H2O=2HNO3+NO、3Cu+8HNO3(。=3Cu(NO32+2NO↑+4H2O,裝置B中的實驗現(xiàn)象為:紅棕色氣體變?yōu)闊o色,溶液變藍,銅片逐漸溶解并有氣泡產生。

(3)若省略裝置C,通入裝置D中的NO混有CO2、H2O(g),裝置D中發(fā)生的反應有:2NO+Na2O2=2NaNO2、2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2、2NaNO2+O2=2NaNO3,裝置D中的固體產物除NaNO2、NaOH外,還有Na2CO3、NaNO3。根據(jù)已知②:3NaNO2+3HCl=3NaCl+HNO3+2NO↑+H2O,NaNO2HCl反應產生無色的NO氣體,NO遇空氣會變?yōu)榧t棕色;檢驗產物中含有NaNO2的方法是:取少量樣品于試管中,加入稀鹽酸,若產生無色氣體并在試管口變?yōu)榧t棕色則說明產物中含NaNO2。

(4)由于Na2O2能與H2O反應,裝置E的作用是:防止水蒸氣從裝置F進入D。

(5)亞硝酸鈉能發(fā)生如下反應:2NaNO2+4HI=2NO↑+I2+2NaI+2H2O,該反應的離子方程式為2NO2-+4H++2I-=2NO↑+I2+2H2O,NaClHI不反應鑒別NaNO2和食鹽的實驗操作為:分別取兩種固體少許于兩支試管中,溶于水,向其中加入白醋、KI和淀粉溶液,溶液變藍的為NaNO2,無明顯現(xiàn)象的為NaCl;所以鑒別NaNO2和食鹽,除樣品外必須選用的物質是KI、淀粉溶液和白醋,答案選bc。

(6)NaNO2與酸性KMnO4溶液反應時,NO2-被氧化成NO3-,MnO4-被還原成Mn2+,根據(jù)得失電子守恒,2n(NaNO2)=5n(KMnO4),25.00mL溶液中n(NaNO2)=n(KMnO4)=0.100mol/L0.03L=0.0075mol,2.3000g固體中n(NaNO2)=0.0075mol=0.03mol,m(NaNO2)=0.03mol69g/mol=2.07g,樣品中NaNO2的質量分數(shù)為100%=90.0%。

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1A的實驗式為_________;A的相對分子質量為_________A的官能團的名稱為_______________。

2A→B的反應方程式為______________________________________。反應類型為______________

3用有機物D的同系物制取炸藥TNT的反應方程式為______________________________________。

4E→F的反應方程式為__________________________________________。

5有機物甲為A的同系物,符合下列兩個條件的甲的結構有____種(包括立體異構)。

甲的相對分子質量比A14,②苯環(huán)上只有一條側鏈。 其中核磁共振氫譜有五組峰,峰面積之比為1:2:2:2:3的物質結構簡式為_________________。

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(1)由于O2和H2O(g)的存在對該實驗有較大影響,實驗中應通入氣體X作為保護氣,試管中的固體藥品可選用________(填序號)。

a.石灰石   b.鋅!  .純堿

(2)實驗開始時,必須先通一段時間X氣體,再加熱反應物,其理由是 ___________________________;當反應引發(fā)后,移走酒精燈,反應能繼續(xù)進行,其原因是______________________

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