Question

16．亞硝酸鈉（NaNO₂）是一種常見的食品添加劑，使用時必須嚴格控制其用量．某興趣小組用下圖所示裝置制備NaNO₂并對其性質作如下探究（A中加熱裝置已略去）．

已知：①2NO+Na₂O₂═2NaNO₂；
②NO能被酸性KMnO₄氧化成NO₃^-，MnO₄^-被還原為Mn²⁺．
I．制備NaNO₂
（1）裝置A三頸燒瓶中發(fā)生反應的化學方程式為C+4HNO₃（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O．
（2）B裝置的目的是將NO₂轉化為NO；銅與稀硝酸反應生成NO．
（3）為保證制得的亞硝酸鈉的純度，C裝置中盛放的試劑可能是BD（填序號）．
A．P₂O₅    B．堿石灰     C．無水CaCl₂      D．生石灰
（4）E裝置發(fā)生反應的離子方程式是5NO+3MnO₄^-+4H⁺=5NO₃^-+3 Mn²⁺+2H₂0．
II．測定NaNO₂純度
（5）準確稱取質量為m g的NaNO₂樣品放入錐形瓶中，加適量水溶解．用a mol•L^-1酸性KMnO₄溶液滴定，達滴定終點時所用KMnO₄溶液體積為bml．則樣品中NaNO₂的質量分數為$\frac{69ab}{4m}%$．
（假設樣品中其他雜質與酸性KMnO₄溶液不反應，用含m、a、b的代數式表示．）

Answer 1

分析 Ⅰ．制備NaNO₂并對其性質作探究，由實驗裝置可知，A中發(fā)生C+4HNO₃（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O，B中稀釋揮發(fā)的硝酸和生成的二氧化氮，C中固體干燥劑干燥NO，并除去可能混有的酸霧，D中發(fā)生2NO+Na₂O₂═2NaNO₂，E中高錳酸鉀吸收尾氣NO，
（1）A中是碳和濃硝酸發(fā)生的反應生成二氧化碳、二氧化氮和水；
（2）B中稀釋揮發(fā)的硝酸和生成的二氧化氮，使二氧化氮轉化為NO，同時稀硝酸和銅發(fā)生反應；
（3）保證氣體中酸性氣體吸收，一氧化氮氣體干燥；
（4）E裝置的作用是吸收有毒的NO氣體，避免污染空氣；
II．測定NaNO₂純度
（5）將NaNO₂滴加到酸性高錳酸鉀溶液中，可觀察到紫色溶液顏色變淺，直至褪色，說明二者發(fā)生氧化還原反應，亞硝酸根離子被氧化生成硝酸根離子，高錳酸根離子被還原生成錳離子，結合化學反應的定量關系計算；

解答 解：（1）裝置A三頸燒瓶中發(fā)生反應的化學方程式為C+4HNO₃（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O，
故答案為：C+4HNO₃（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O；
（2）B裝置的目的是①將NO₂轉化為NO、②銅與稀硝酸反應生成NO，故答案為：將NO₂轉化為NO；銅與稀硝酸反應生成NO；
（3）A、C不能吸收酸，B、D可吸收酸且干燥氣體，故答案為：BD；
（4）由信息可知，E裝置的作用是利用高錳酸鉀溶液的強氧化性氧化吸收有毒氣體一氧化氮，吸收有毒的NO氣體，避免污染空氣，反應的離子方程式為：5NO+3MnO₄^-+4H⁺=5NO₃^-+3 Mn²⁺+2H₂0，
故答案為：5NO+3MnO₄^-+4H⁺=5NO₃^-+3 Mn²⁺+2H₂0；
（5）將NaNO₂滴加到酸性高錳酸鉀溶液中，可觀察到紫色溶液顏色變淺，直至褪色，說明二者發(fā)生氧化還原反應，亞硝酸根離子被氧化生成硝酸根離子，高錳酸根離子被還原生成錳離子，將NaNO₂滴加到酸性高錳酸鉀溶液中，可觀察到紫色溶液顏色變淺，直至褪色，說明二者發(fā)生氧化還原反應，亞硝酸根離子被氧化生成硝酸根離子，高錳酸根離子被還原生成錳離子，離子方程式為，準確稱取質量為m g的NaNO₂樣品放入錐形瓶中，加適量水溶解．用a mol•L^-1酸性KMnO₄溶液滴定，達滴定終點時所用KMnO₄溶液體積為bml．
           2MnO₄^-+5NO₂^-+6H⁺=2Mn ²⁺+3H₂O+5NO₃^-，
            2                 5
amol/L×b×10^-3L      n
n=$\frac{5a×b×1{0}^{-3}}{2}$mol
則樣品中NaNO₂的質量分數為$\frac{\frac{5a×b×1{0}^{-3}}{2}mol×69g/mol}{mg}$×100%=$\frac{69ab}{4m}%$，
故答案為：$\frac{69ab}{4m}%$；

點評 本題考查物質的制備實驗，為高頻考點，把握制備實驗原理、實驗裝置的作用、氧化還原反應的應用為解答的關鍵，側重分析與實驗及應用能力的綜合考查，題目難度中等．