Question

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下圖所示（部分夾持裝置略）．已知：室溫下①2NO+Na₂O₂→2NaNO₂②3NaNO₂+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⁺

完成下列填空：
（1）寫出濃硝酸與木炭反應的化學方程式

 

．
（2）B中觀察到的主要現象是

 

，D裝置的作用是

 

．
（3）檢驗C中產物有亞硝酸鈉的方法是

 

．
（4）經檢驗C產物中除亞硝酸鈉外還含有副產物碳酸鈉和

 

，為避免產生這些副產物應在B、C裝置間增加裝置E，畫出E并注明E中盛放的藥品名稱

 

．
（5）寫出檢驗C產物中是否含碳酸鈉的方法

 

．
（6）將1.56g過氧化鈉完全轉化成為亞硝酸鈉，理論上至少需要木炭

 

g．

Answer 1

考點：制備實驗方案的設計

專題：實驗題

分析：（1）裝置A中是濃硝酸和碳加熱發生的反應，反應生成二氧化氮和二氧化碳和水，依據氧化還原反應電子守恒和原子守恒配平；
（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）根據①C+4HNO₃（濃）

△   .

CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O，②3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO；③2NO+Na₂O₂→2NaNO₂進行計算．

解答： 解：（1）裝置A中是濃硝酸和碳加熱發反應，反應生成二氧化氮和二氧化碳和水，反應的化學方程式為C+4HNO₃（濃）

△   .

CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O，
故答案為：C+4HNO₃（濃）

△   .

CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O；
（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；干燥管 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）根據①C+4HNO₃（濃）

△ ．

CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O，
②3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO；
③3Cu+8HNO₃=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O
④2NO+Na₂O₂═2NaNO₂，
則有C～4NO₂～

4

3

NO
4NO₂～

8

3

HNO₃～

2

3

NO

C～（

4

3

+

2

3

）=2NO～Na₂O₂～2NaNO₂，
所以1.56g過氧化鈉完全轉化成為亞硝酸鈉，理論上至少需要木炭的質量為

1.56g

78g/mol

×12g/mol=0.24g，故答案為：0.24．

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．