Question

3．某化學興趣小組以木炭和濃硝酸為起始原料，探究一氧化氮與過氧化鈉反應制備亞硝酸鈉．設計裝置如下（忽略裝置中空氣的影響），請回答下列問題：

（1）組裝好儀器后，必須進行的一項操作是檢查裝置的氣密性．
（2）裝置A的試管中發生反應的化學方程式是C+4HNO₃（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O．
（3）推測B中可以觀察到的主要現象是銅片逐漸溶解，溶液逐漸變藍，產生無色氣泡；C裝置的作用是除去NO中混有的CO₂．
（4）裝置D中除生成NaNO₂外，還有另一種固態物質Y，Y的化學式是NaOH；可以通過適當改進，不產生Y物質，請你提出改進方法：用裝有堿石灰的干燥管代替C裝置．
（5）已知：亞硝酸是弱酸，不穩定，室溫下存在反應3HNO₂═HNO₃+2NO↑+H₂O；在酸性溶液中，NO₂^-可將MnO₄^-還原為Mn²⁺且無氣體生成．
①寫出檢驗D中產物是亞硝酸鈉的方法：將生成物置于試管中，加入稀硫酸，若產生無色氣體并在液面上方變為紅棕色，則D中產物是亞硝酸鈉（或將生成物置于試管中，加入酸性KMnO₄溶液，若溶液紫色褪去，則D中產物是亞硝酸鈉）；
②E裝置中試劑X可以是B．
A．稀硫酸  B．酸性高錳酸鉀溶液  C．稀硝酸  D．水．

Answer 1

分析 以木炭和濃硝酸為起始原料，探究一氧化氮與過氧化鈉反應制備亞硝酸鈉，由圖可知，組裝好儀器后，先檢查裝置的氣密性，A中發生C+4HNO₃（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O，B中二氧化氮與水反應生成硝酸，然后Cu與硝酸反應生成NO，C中利用NaOH溶液吸收二氧化碳，在D中NO與過氧化鈉反應生成亞硝酸鈉，可能還發生水與過氧化鈉的反應生成NaOH，結合信息在酸性溶液中，NO₂^-可將MnO₄^-還原為Mn²⁺且無氣體生成，可知X吸收亞硝酸，以此來解答．

解答 解：（1）組裝好儀器后，必須進行的一項操作是檢查裝置的氣密性，故答案為：檢查裝置的氣密性；
（2）裝置A的試管中發生反應的化學方程式是C+4HNO₃（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O，故答案為：C+4HNO₃（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O；
（3）根據裝置圖可知，A中產生的NO₂在B中與水反應生成HNO₃和NO，其中HNO₃與銅反應，故銅片溶解，溶液變藍，產生氣泡；由于A中還產生了CO₂，故在通入D之前應先用氫氧化鈉溶液將其除去NO中混有的CO₂，故答案為：銅片逐漸溶解，溶液逐漸變藍，產生無色氣泡；除去NO中混有的CO₂；
（4）由于NO通過氫氧化鈉溶液進入D裝置時會帶入水蒸氣，根據原子守恒可知，生成的固體物質應該還有NaOH；若要避免生成NaOH，應該除去水蒸氣，則改進方法為用裝有堿石灰的干燥管代替C裝置，
故答案為：NaOH；用裝有堿石灰的干燥管代替C裝置；
（5）①根據所給信息可知，若檢驗亞硝酸鈉，可以將其在酸性溶液中分解，也可以將其與酸性高錳酸鉀溶液反應，則方法為將生成物置于試管中，加入稀硫酸，若產生無色氣體并在液面上方變為紅棕色，則D中產物是亞硝酸鈉（或將生成物置于試管中，加入酸性KMnO₄溶液，若溶液紫色褪去，則D中產物是亞硝酸鈉），
故答案為：將生成物置于試管中，加入稀硫酸，若產生無色氣體并在液面上方變為紅棕色，則D中產物是亞硝酸鈉（或將生成物置于試管中，加入酸性KMnO₄溶液，若溶液紫色褪去，則D中產物是亞硝酸鈉）；
②在酸性溶液中，NO₂^-可將MnO₄^-還原為Mn²⁺且無氣體生成，可知X吸收亞硝酸，則X為酸性高錳酸鉀溶液，故答案為：B．

點評 本題考查性質實驗方案的評價及實驗裝置的綜合應用，為高頻考點，把握裝置的作用、氣體的制備實驗等為解答的關鍵，側重分析與實驗能力的考查，注意氮族元素化合物知識的綜合應用，題目難度不大．