Question

11．亞硝酸鈉被稱為工業鹽，在漂白、電鍍等方面應用廣泛．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：室溫下，①2NO+Na₂O₂→2NaNO₂；②3NaNO₂+3HCl→3NaCl+3HNO₃+2NO↑+H₂O；③酸性條件下，NO或NO₂^-都能與MnO₄^-反應生成NO₃^-和Mn²⁺；④紅熱的炭與濃硝酸1：4反應．
（1）①加入濃硝酸，點燃酒精燈；②打開彈簧夾，通入N₂一段時間，排凈裝置內的空氣；③加入藥品；④檢查裝置氣密性；⑤組裝儀器．
以上操作正確順序為⑤④③②①．
（2）B中觀察到的主要現象是銅片溶解，溶液變藍，導管口有無色氣體冒出，D裝置的作用是除去未反應的NO，防止污染空氣．
（3）檢查C中產物有亞硝酸鈉的方法是取樣，加入稀鹽酸，若產生無色氣體并在液面上方變為紅棕色，則產物是亞硝酸鈉．
（4）經檢驗C產物中除亞硝酸鈉外還含有副產物碳酸鈉和氫氧化鈉；，為避免產生這些副產物應在B，C裝置增加裝置E，E中盛放的藥品名稱堿石灰．
（5）寫出檢驗C產物中是否含碳酸鈉的方法：取樣，加入稀鹽酸，若產生能使澄清石灰水變渾濁的氣體，則產物有碳酸鈉．
（6）將15.6g過氧化鈉完全轉化成亞硝酸，理論上至少需要木炭3.6g．

Answer 1

分析 （1）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，由于該實驗中有氣體參加，所以在組裝好儀器后首先要檢查裝置的氣密性，再裝藥品，由于實驗過程中有一氧化氮產生，所以要將裝置中的空氣全部排盡，再進行實驗，據此確定實驗操作順序；
（2）裝置B中是A裝置生成的二氧化氮和水反應生成硝酸和一氧化氮，硝酸和銅反應生成硝酸銅，一氧化氮和水；通過裝置C中的過氧化鈉吸收一氧化氮、二氧化碳，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；
（3）依據亞硝酸鈉具有氧化性或還原性，選擇還原劑或氧化劑發生的反應現象證明產物中是否是亞硝酸鈉；
（4）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E，E中盛放的試劑應堿石灰，用來吸收二氧化碳；
（5）依據碳酸鈉與強酸反應生成能使澄清石灰水變渾濁的氣體證明產物中是否是碳酸鈉；
（6）n（Na₂O₂）=$\frac{15.6g}{78g/mol}$=0.2mol，根據2NO+Na₂O₂=2NaNO₂、3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO、C+4HNO₃（濃） $\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O計算需要C的質量．

解答 解：（1）（1）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，由于該實驗中有氣體參加，所以在組裝好儀器后首先要檢查裝置的氣密性，再裝藥品，由于實驗過程中有一氧化氮產生，所以要將裝置中的空氣全部排盡，再進行實驗，所以實驗操作順序為⑤④③②①，
故答案為：⑤④③②①；
（2）裝置B中是A裝置生成的二氧化氮和水反應生成硝酸和一氧化氮，3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，硝酸和銅反應生成硝酸銅，一氧化氮和水，所以反應現象為溶液變藍，銅片溶解，導管口有無色氣體冒出；通過裝置C中的過氧化鈉吸收一氧化氮、二氧化碳，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，
故答案為：銅片溶解，溶液變藍，導管口有無色氣體冒出；除去未反應的NO，防止污染空氣；
（3）檢驗亞硝酸鈉的實驗設計為：取少量生成物置于試管中，加入稀鹽酸，若產生無色氣體并在液面上方變為紅棕色，則產物是亞硝酸鈉．
故答案為：取樣，加入稀鹽酸，若產生無色氣體并在液面上方變為紅棕色，則產物是亞硝酸鈉；
（4）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，故C產物中除亞硝酸鈉外還含有副產物碳酸鈉和氫氧化鈉，為避免產生這些副產物，應在B、C裝置間增加裝置E，E中盛放的試劑應堿石灰，用來吸收二氧化碳；
故答案為：氫氧化鈉； 堿石灰；
（5）檢驗碳酸鈉的實驗設計為：取少量生成物置于試管中，加入稀鹽酸，若產生能使澄清石灰水變渾濁的氣體，則產物有碳酸鈉．
故答案為：取樣，加入稀鹽酸，若產生能使澄清石灰水變渾濁的氣體，則產物有碳酸鈉；
（6）n（Na₂O₂）=$\frac{15.6g}{78g/mol}$=0.2mol，根據2NO+Na₂O₂=2NaNO₂知，0.2mol過氧化鈉反應需要0.4molNO，根據3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO知生成0.4molNO需要1.2mol二氧化氮、根據C+4HNO₃（濃） $\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O知生成1.2mol二氧化氮需要0.3molC，則C的質量=12g/mol×0.3mol=3.6g，
故答案為：3.6．

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，題目難度中等．