Question

7．某化學學習小組發現在堿性溶液中，NO₂會發生如下反應：
2NO₂+2NaOH═NaNO₂+NaNO₃+H₂O
2NO₂+Na₂CO₃═NaNO₂+NaNO₃+CO₂
于是提出猜想，NO₂和堿性的NaHCO₃溶液也能發生類似反應．該小組利用如圖所示裝置，使NO₂和NaHCO₃溶液充分反應后，獲得溶液X．
（1）Cu與濃硝酸反應的離子方程式是Cu+4H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O．
（2）該小組同學為了對猜想進行探究，進行如下討論和實驗．
①甲同學認為，可通過檢驗X中是否存在NO₃^-的方法驗證猜想．但經討論后認為不可行，你認為其原因是二氧化氮與水反應也能生成硝酸根．
②乙同學在X中加入少量K₂Cr₂O₇溶液，結果溶液褪色，則證明X中含有NaNO₂．根據以上信息，寫出NO₂與NaHCO₃溶液反應的化學方程式2NO₂+2NaHCO₃═NaNO₂+NaNO₃+2CO₂+H₂O．
（3）已知在酸性條件下NO₂^-能將I^-氧化為I₂．你認為能否用KI淀粉溶液檢驗X中存在NaNO₂：不能（填“能”或“不能”），原因是NaNO₂和NaNO₃在酸性條件下都能氧化碘離子生成碘單質．
（4）已知5NO₂^-+2MnO₄^-+6H⁺═5NO₃^-+2Mn²⁺+3H₂O．稱取6.32g KMnO₄固體，加蒸餾水和少量稀硫酸溶解，配成250mL溶液．移取20.00mL X于錐形瓶，用所配的酸性KMnO₄溶液進行滴定，消耗25.00mL KMnO₄溶液．滴點終點的現象是滴入最后一滴KMnO₄溶液時，溶液由無色變為淺紅色且保持30s不褪色，則X中NaNO₂的濃度是0.5摩爾/升．

Answer 1

分析 （1）Cu與濃硝酸反應生成硝酸銅、二氧化氮和水，根據電荷守恒和元素守恒書寫離子反應方程式；
（2）①二氧化氮與水反應生成硝酸；
②NO₂與NaHCO₃溶液反應生成NaNO₂，此時氮的化合價降低，根據氧化還原反應的原理可知，還應有硝酸根生成；
（3）X中既有NaNO₂又有NaNO₃，在酸性條件下都能氧化碘離子；
（4）用所配的酸性KMnO₄溶液進行滴定NaNO₂溶液，原來NaNO₂溶液無色，滴點終點時溶液由無色變為淺紅色，根據反應5NO₂^-+2MnO₄^-+6H⁺═5NO₃^-+2Mn²⁺+3H₂O，利用高錳酸鉀的物質的量可計算出X中所含有的NaNO₂的物質的量，進而確定NaNO₂的濃度；

解答 解：（1）Cu與濃硝酸反應生成硝酸銅、二氧化氮和水，反應的離子反應方程式為Cu+4H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O，
故答案為：Cu+4H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O；
（2）①二氧化氮與水反應也能生成硝酸根，所以檢驗X中存在NO₃^-不能說明是NO₂和NaHCO₃溶液反應生成了硝酸根，
故答案為：二氧化氮與水反應也能生成硝酸根；
②NO₂與NaHCO₃溶液反應生成NaNO₂，此時氮的化合價降低，根據氧化還原反應的原理可知，還應有硝酸根生成，所以NO₂與NaHCO₃溶液反應的化學方程式為2NO₂+2NaHCO₃═NaNO₂+NaNO₃+2CO₂+H₂O，
故答案為：2NO₂+2NaHCO₃═NaNO₂+NaNO₃+2CO₂+H₂O；
（3）X中既有NaNO₂又有NaNO₃，NaNO₂和NaNO₃在酸性條件下都能氧化碘離子生成碘單質，所以不能用KI淀粉溶液檢驗X中存在NaNO₂，
故答案為：不能；NaNO₂和NaNO₃在酸性條件下都能氧化碘離子生成碘單質；
（4）用所配的酸性KMnO₄溶液進行滴定NaNO₂溶液，原來NaNO₂溶液無色，滴點終點時溶液由無色變為淺紅色，所以滴點終點的現象是滴入最后一滴KMnO₄溶液時，溶液由無色變為淺紅色且保持30s不褪色，高錳酸鉀的物質的量為$\frac{6.32}{158}×\frac{25}{250}$mol=0.004mol，根據反應5NO₂^-+2MnO₄^-+6H⁺═5NO₃^-+2Mn²⁺+3H₂O，可知20.00mL X溶液中所含有的NaNO₂的物質的量為0.004mol×$\frac{5}{2}$=0.01mol，所以NaNO₂的濃度為$\frac{0.01mol}{0.02L}$=0.5mol/L，
故答案為：滴入最后一滴KMnO₄溶液時，溶液由無色變為淺紅色且保持30s不褪色；0.5．

點評 本題考查較為綜合，以物質的制備實驗為載體，綜合考查實驗的設計、物質的檢驗、氧化還原滴定等知識，注意根據物質的性質設計實驗方案，題目難度中等．