Question

【題目】亞硝酸鈉（NaNO2）是重要的防腐劑�，F(xiàn)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(yīng)制備亞硝酸鈉的裝置如圖1所示（部分夾持裝置略）。

已知：

①2NO+Na2O2→2NaNO2

②3NaNO2+3HCl→3NaCl+HNO3+2NO↑+H2O

③酸性條件下，NO或NO2－都能與MnO4－反應(yīng)生成NO3－和Mn2+

回答下列問題：

（1）寫出濃硝酸與木炭反應(yīng)的化學(xué)方程式_____________________________________________；

（2）B中觀察到的主要現(xiàn)象是___________________________________________________________，

D裝置的作用是______________________________________________；

（3）檢驗(yàn)C中產(chǎn)物有亞硝酸鈉的方法是______________________________________________；

（4）經(jīng)檢驗(yàn)C產(chǎn)物中除亞硝酸鈉外還含有副產(chǎn)物碳酸鈉和____________，為避免產(chǎn)生這些副產(chǎn)物應(yīng)在B、C裝置間增加裝置E，儀器E的名稱是___________，E中盛放的試劑應(yīng)是_________（填字母）；

A．濃H2SO4B．堿石灰 C．無水CaCl2

（5）將1.56g過氧化鈉完全轉(zhuǎn)化成為亞硝酸鈉，理論上至少需要木炭___________g 。

（6）反應(yīng)后燒瓶A中仍然存在一定量的硝酸，不能直接排放，用NaOH溶液調(diào)成中性，再用電化學(xué)降解法進(jìn)行處理，電化學(xué)降解NO3－的原理如上圖2所示。25℃時(shí)，反應(yīng)進(jìn)行10min，溶液的pH由7變?yōu)?/span>12 。

電源正極為________（填A或B），陰極反應(yīng)式為___________________________________________。

Answer 1

【答案】C+4HNO3(濃)CO2↑+4NO2↑+2H2O 銅片逐漸溶解，溶液變?yōu)樗{(lán)色，有無色氣體產(chǎn)生 吸收未反應(yīng)的NO 取樣，加入稀鹽酸，產(chǎn)生無色氣體，遇到空氣變?yōu)榧t棕色 氫氧化鈉 干燥管 B 0.36g A 2NO3－ +6H2O +10e－＝N2↑+12OH－

【解析】

（1）硝酸與木炭反應(yīng)，硝酸做氧化劑被還原為NO2,木炭做還原劑被還原為CO2,濃硝酸與木炭反應(yīng)的化學(xué)方程式 C+4HNO3(濃)CO2↑+4NO2↑+2H2O,答案為：C+4HNO3(濃)CO2↑+4NO2↑+2H2O；

（2）NO2溶于水生成硝酸，硝酸和Cu反應(yīng)生成NO，所以可以看到的現(xiàn)象為，銅牌溶解，溶液變成藍(lán)色，有氣體產(chǎn)生，產(chǎn)生的NO和Na2O2反應(yīng)生成NaNO2,未反應(yīng)完的NO被D中的高錳酸鉀氧化，以免污染空氣，答案為：銅片逐漸溶解，溶液變?yōu)樗{(lán)色，有無色氣體產(chǎn)生； 吸收未反應(yīng)的NO；

（3）3NaNO2+3HCl→3NaCl+HNO3+2NO↑+H2O，檢驗(yàn)C中產(chǎn)物有亞硝酸鈉的方法是取樣，加入稀鹽酸，產(chǎn)生無色氣體，遇到空氣變?yōu)榧t棕色，答案為：取樣，加入稀鹽酸，產(chǎn)生無色氣體，遇到空氣變?yōu)榧t棕色；

（4）反應(yīng)過程中CO2和H2O沒有出去，所以C中副產(chǎn)物有碳酸鈉、氫氧化鈉，同時(shí)除去CO2和H2O,最好選用堿石灰做干燥劑，盛裝儀器為干燥管，答案為：氫氧化鈉； 干燥管；B；

（5）根據(jù)2n(Na2O2)~n(NaNO2)~n(NO)~1/3n(NO2)~3n(C)，所以有n(C)= 3/2n(Na2O2)=3/2×1.56g/78g/mol=0.03mol,需要C的質(zhì)量為0.03mol×12g/mol=0.36g,答案為：0.36g；

（6）電解池中陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，電源B極發(fā)生的是還原反應(yīng)為陰極，那么A極是陽極，陰極反應(yīng)式為2NO3－ +6H2O +10e－＝N2↑+12OH－，答案為：A，2NO3－ +6H2O +10e－＝N2↑+12OH－.