Question

18．亞硝酸鈉在漂白、電鍍等方面應用廣泛．現以木炭、濃硝酸、水和銅為原料生成的一氧化氮與過氧化鈉反應制備亞硝酸鈉的裝置如圖所示（部分夾持裝置略）．已知：

①3NaNO₂+3HCl═3NaCl+HNO₃+2NO↑+H₂O
②酸性條件下，NO與NO₃^-都能與MnO₄^-反應生成NO₃^-和Mn²⁺；
完成下列填空：
（1）寫出a儀器的名稱分液漏斗．
（2）為避免B中逸出的氣體中混有的雜質氣體與Na₂O₂反應，應在B、C裝置間增加一個裝置，則該裝置中盛放的藥品名稱為堿石灰（或氫氧化鈉固體或氧化鈣固體）．
（3）寫出NO與Na₂O₂在常溫下生成NaNO₂室溫化學反應方程式2NO+Na₂O₂=2NaNO₂；當該反應中轉移0.1mole^-時，理論上吸收標準狀況下NO的體積為2.24L．
（4）將11.7g過氧化鈉完全轉化成亞硝酸鈉，理論上至少需要木炭1.8g．
（5）NO₂易溶于水．將體積為V mL的試管充滿NO₂后倒扣在水中，見圖2．
①NO₂溶于水的化學方程式是3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO．
②使試管中NO₂完全被水吸收的操作是緩緩通入V/4mL氧氣．

Answer 1

分析 （1）根據裝置圖可知儀器名稱；
（2）因為一氧化氮中混有二氧化碳和水蒸汽，二氧化碳和過氧化鈉發生的反應生成碳酸鈉和氧氣，水與過氧化鈉反應生成氫氧化鈉，為避免產生這些副產物，應在B、C裝置間增加裝置用來吸收二氧化碳和水蒸氣；
（3）根據電子得失守恒及元素守恒可寫出NO與Na₂O₂在常溫下生成NaNO₂的方程式，根據方程式中轉移電子數目計算出NO的體積；
（4）根據①C+4HNO₃（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O，②3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO；③2NO+Na₂O₂→2NaNO₂進行計算；
（5）NO₂與水反應生成一氧化氮和硝酸，一氧化氮和氧氣反應生成二氧化氮，據此確定試管中NO₂完全被水吸收的操作．

解答 解：（1）根據裝置圖可知a儀器的名稱為分液漏斗，故答案為：分液漏斗；
（2）因為一氧化氮中混有二氧化碳和水蒸汽，二氧化碳和過氧化鈉發生的反應生成碳酸鈉和氧氣，水與過氧化鈉反應生成氫氧化鈉，為避免產生這些副產物，應在B、C裝置間增加裝置裝堿石灰（或氫氧化鈉固體或氧化鈣固體），用來吸收二氧化碳和水蒸氣，
故答案為：堿石灰（或氫氧化鈉固體或氧化鈣固體）；
（3）根據電子得失守恒及元素守恒可寫出NO與Na₂O₂在常溫下生成NaNO₂的方程式為2NO+Na₂O₂=2NaNO₂，該反應中電子轉移數目為1e^-，根據方程式可知，當反應中轉移0.1mole^-時，吸收NO的物質的量為0.1mol，則NO的體積為2.24L，
故答案為：2NO+Na₂O₂=2NaNO₂；2.24；
（4）根據①C+4HNO₃（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O，②3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，有關系式C～4NO₂～$\frac{4}{3}$NO～$\frac{8}{3}$HNO₃，根據③3Cu+8HNO₃=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，
有關系式HNO₃～$\frac{3}{8}$Cu～$\frac{1}{2}$NO，則有C～$\frac{2}{3}$NO，所以碳與總的NO的關系式為C～（$\frac{4}{3}$+$\frac{2}{3}$）NO，根據④2NO+Na₂O₂═2NaNO₂，可知碳與Na₂O₂的關系式為C～Na₂O₂，所以11.7g過氧化鈉完全轉化成為亞硝酸鈉，理論上至少需要碳的質量為$\frac{11.7}{78}$×12g=1.8g，
故答案為：1.8．
（5）①NO₂與水反應生成一氧化氮和硝酸，反應方程式為3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO，
故答案為：3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO；
②由于一氧化氮和氧氣反應生成二氧化氮，結合①中的反應可得反應4NO₂+H₂O+O₂═4HNO₃，所以要使此試管中NO₂完全被水吸收可向試管中緩緩通入V/4 mL氧氣，
故答案為：緩緩通入V/4 mL氧氣．

點評 本題考查了物質制備實驗方案的設計和信息判斷，物質性質的理解應用，注意實驗過程中的反應現象分析，掌握基礎是關鍵，（5）中的計算是本題的難點，題目難度中等．