Question

12．亞硝酸鈉被用作肉制品發(fā)色劑、防腐劑等，硝酸鈉在肉制品加工中作發(fā)色劑．但亞硝酸鈉是食品添加劑中急性毒性較強的物質(zhì)之一，是一種劇毒藥，攝取少量亞硝酸鹽進入血液后，可使正常的血紅蛋白變成正鐵血紅蛋白而失去攜帶氧的功能，導(dǎo)致組織缺氧．硝酸鈉的毒性作用主要是由于它在食物中、在水中或在胃腸道內(nèi)被還原成亞硝酸鹽所致．亞硝酸鈉生產(chǎn)方法是由硝酸生產(chǎn)過程中的氮氧化物氣體（NO、NO₂）用氫氧化鈉或碳酸鈉溶液吸收制得．硝酸鈉的生產(chǎn)方法是將硝酸生產(chǎn)中的尾氣用堿液吸收后，經(jīng)硝酸轉(zhuǎn)化，再用堿中和、蒸發(fā)、結(jié)晶、分離制得．
（1）實驗室可用加熱亞硝酸鈉與氯化銨的濃溶液制取氮氣，寫出該反應(yīng)的化學方程式NaNO₂+NH₄Cl═NaCl+N₂+2H₂O；將亞硝酸鈉溶液滴加到含淀粉的酸性KI溶液中，可觀察到溶液變藍色，寫出該反應(yīng)的離子方程式2NO₂^-+2I^-+4H⁺═2NO+I₂+2H₂O；將亞硝酸鈉溶液滴加到K₂Cr₂O₇酸性溶液中，可觀察到溶液的顏色由橙色變?yōu)榫G色，寫出該反應(yīng)的離子方程式Cr₂O₇^2-+3NO₂^-+8H⁺═2Cr³⁺+3NO₃^-+4H₂O．
（2）寫出氮氧化物（NO、NO₂）與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成亞硝酸鈉溶液的離子方程式NO+NO₂+2OH^-═2NO₂^-+H₂O；若用Na₂CO₃溶液吸收NO₂可生成CO₂，9.2gNO₂和Na₂CO₃溶液完全反應(yīng)時轉(zhuǎn)移電子0.1mol，則反應(yīng)的離子方程式為2NO₂+CO₃^2-═NO₂^-+NO₃^-+CO₂．
（3）從下列試劑中選用部分試劑鑒別亞硝酸鈉、硝酸鈉和氯化鈉三種無色溶液，它們是BC．
A．稀鹽酸       B．AgNO₃溶液       C．稀硝酸       D．氫氧化鈉溶液
（4）等物質(zhì)的量濃度的亞硝酸鈉、氯化鈉、碳酸鈉三種溶液中陰離子總濃度由大到小的順序是Na₂CO₃＞NaCl＞NaNO₂（填溶液中溶質(zhì)的化學式）
（5）工業(yè)品硝酸鈉含少量雜質(zhì)（Na₂CO₃、NaNO₂、NaCl、水不溶物），某同學欲測定工業(yè)品硝酸鈉的純度，進行了如下實驗：
a．稱取8.5g干燥工業(yè)品硝酸鈉，投入盛適量蒸餾水的燒杯中，充分攪拌后加入10mL 2.0mol•L^-1的A溶液（足量），充分反應(yīng)后過濾．
b．向濾液中加入足量KI溶液和適量稀硫酸，充分反應(yīng)后將所得溶液配成1000mL溶液．c．取10.0mL所配溶液于錐形瓶中，加入少量B物質(zhì)，再用0.06mol•L^-1的Na₂S₂O₃溶液滴定，用去Na₂S₂O₃溶液29.70mL．
有關(guān)反應(yīng)為：I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-
①A溶液中的溶質(zhì)的化學式是AgNO₃，加入A溶液的作用是使CO₃^2-、Cl^-、NO₂^-轉(zhuǎn)化為沉淀而除去．
②B物質(zhì)是淀粉，滴定終點時的顏色變化是藍色→無色．
③若該同學操作正確，但結(jié)果造成測定結(jié)果略偏高，其原因可能是（任寫一點）NO₂^-未沉淀完全（或滴定過程中帶入空氣將生成的I^-氧化、部分S₂O₃^2-與Ag⁺反應(yīng)）．

Answer 1

分析 （1）加熱亞硝酸鈉與氯化銨的濃溶液制取氮氣，根據(jù)化合價變化相等及質(zhì)量守恒定律配平方程式；將亞硝酸鈉溶液滴加到含淀粉的酸性KI溶液中，可觀察到溶液變藍色，說明碘離子被亞硝酸鈉氧化成碘單質(zhì)，根據(jù)亞硝酸鈉的化合價分析可知亞硝酸反應(yīng)后被氧化成NO；橙色的酸性重鉻酸鉀溶液具有強氧化性，能夠?qū)�亞硝酸鈉氧化成硝酸鈉，同時被還原成鉻離子，則溶液由橙色變?yōu)榫G色，據(jù)此寫出反應(yīng)的離子方程式；
（2）氮氧化物（NO、NO₂）與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成亞硝酸鈉，根據(jù)化合價升降相等配平并寫出反應(yīng)方程式；n（NO₂）=$\frac{9.2g}{46g/mol}$=0.2mol，該反應(yīng)中NO₂被還原生成NO₃^-，0.2molNO₂反應(yīng)轉(zhuǎn)移0.1mol電子，則生成n（NO₃^-）=$\frac{0.1mol}{5-4}$=0.1mol，則剩余0.1mol二氧化氮被氧化生成其它物質(zhì)，且轉(zhuǎn)移0.1mol電子，則生成物中N元素化合價為+3價，且生成物在水溶液中，應(yīng)該是亞硝酸根離子，據(jù)此書寫離子方程式；
（3）亞硝酸鈉與硝酸銀生成淡黃色沉淀、與氯化鈉生成不溶于硝酸的白色沉淀，據(jù)此進行解答；
（4）亞硝酸鈉、NaCl溶液中，陽離子總電荷濃度之和為：c（H⁺）+c（Na⁺），根據(jù)電荷守恒，溶液中總陰離子濃度=c（H⁺）+c（Na⁺），結(jié)合鹽的水解情況可知氯化鈉溶液中陰離子總濃度大于亞硝酸鈉；碳酸鈉溶液中，碳酸根離子部分水解生成碳酸氫根離子和氫氧根離子，導(dǎo)致溶液中的陰離子濃度增大，則碳酸鈉溶液中的陰離子濃度大于NaCl溶液；
（5）①硝酸鈉含少量雜質(zhì)Na₂CO₃、NaNO₂、NaCl，加入A的目的是除去雜質(zhì)CO₃^2-、Cl^-、NO₂^-，可以選用硝酸銀；
②硝酸根離子在酸性條件下能夠?qū)⒌怆x子氧化成碘單質(zhì)，碘單質(zhì)遇到淀粉顯示藍色，可用淀粉做指示劑；滴定前溶液為藍色，滴定結(jié)束后溶液變?yōu)闊o色；
③測定結(jié)果偏高，說明測定出生成的碘單質(zhì)物質(zhì)的量偏大或消耗的硫代硫酸根離子的物質(zhì)的量偏大，據(jù)此進行解答．

解答 解：（1）加熱亞硝酸鈉與氯化銨的濃溶液制取氮氣，亞硝酸鈉中氮元素的化合價為+3價，銨根離子中氮元素的化合價為-3價，反應(yīng)生成0價的氮氣，則二者的化合價變化相同，反應(yīng)方程式中二者的計量數(shù)相等，結(jié)合質(zhì)量守恒可知該反應(yīng)的化學方程式為：NaNO₂+NH₄Cl═NaCl+N₂+2H₂O；將亞硝酸鈉溶液滴加到含淀粉的酸性KI溶液中，可觀察到溶液變藍色，反應(yīng)中生成了碘單質(zhì)，亞硝酸鈉在反應(yīng)中做氧化劑，氮元素的化合價從+3價降為+2價的NO，反應(yīng)的離子方程式為：2NO₂^-+2I^-+4H⁺═2NO+I₂+2H₂O；酸性重鉻酸鉀溶液能夠?qū)�亞硝酸鈉氧化成硝酸鈉，反應(yīng)的離子方程式為：Cr₂O₇^2-+3NO₂^-+8H⁺═2Cr³⁺+3NO₃^-+4H₂O，則溶液由橙色變?yōu)榫G色，
故答案為：NaNO₂+NH₄Cl═NaCl+N₂+2H₂O；2NO₂^-+2I^-+4H⁺═2NO+I₂+2H₂O；橙；Cr₂O₇^2-+3NO₂^-+8H⁺═2Cr³⁺+3NO₃^-+4H₂O；
（2）氮氧化物（NO、NO₂）與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成亞硝酸鈉，NO變?yōu)?3價的亞硝酸鈉，化合價升高1價，二氧化氮從+4變?yōu)?3價的亞硝酸鈉，化合價降低1價，則NO和二氧化氮的計量數(shù)相等，該反應(yīng)方程式為：NO+NO₂+2OH^-═2NO₂^-+H₂O；
二氧化氮的物質(zhì)的量為：n（NO₂）=$\frac{9.2g}{46g/mol}$=0.2mol，該反應(yīng)中NO₂被還原生成NO₃^-，0.2molNO₂反應(yīng)轉(zhuǎn)移0.1mol電子，則生成n（NO₃^-）=$\frac{0.1mol}{5-4}$=0.1mol，則剩余0.1mol二氧化氮被氧化生成其它物質(zhì)，且轉(zhuǎn)移0.1mol電子，則生成物中N元素化合價為+3價，且生成物在水溶液中，應(yīng)該是亞硝酸根離子，反應(yīng)的離子方程式為：2NO₂+CO₃^2-=NO₃^-+NO₂^-+CO₂，
故答案為：NO+NO₂+2OH^-═2NO₂^-+H₂O； 2NO₂+CO₃^2-═NO₂^-+NO₃^-+CO₂；
（3）亞硝酸鈉與硝酸銀溶液反應(yīng)生成淡黃色的亞硝酸銀沉淀，氯化鈉與硝酸銀溶液反應(yīng)生成不溶于稀硝酸的白色沉淀AgCl，所以鑒別試劑為硝酸銀溶液和稀硝酸，即BC正確，
故答案為：BC；    
（4）亞硝酸鈉、NaCl溶液中，陽離子總電荷濃度之和為：c（H⁺）+c（Na⁺），根據(jù)電荷守恒，溶液中總陰離子濃度=c（H⁺）+c（Na⁺），由于亞硝酸鈉溶液中，亞硝酸根離子部分水解，溶液顯示堿性，則亞硝酸鈉溶液中的氫離子濃度小于氯化鈉，故氯化鈉溶液中陰離子總濃度大于亞硝酸鈉；碳酸鈉溶液中，碳酸根離子部分水解生成碳酸氫根離子和氫氧根離子，導(dǎo)致碳酸鈉溶液中的陰離子濃度增大，所以碳酸鈉溶液中的陰離子濃度大于NaCl溶液，故三種溶液中陰離子濃度大小為：Na₂CO₃＞NaCl＞NaNO₂，
故答案為：Na₂CO₃＞NaCl＞NaNO₂；
（5）①燒杯中硝酸鈉溶液中混有CO₃^2-、Cl^-、NO₂^-，滴定過程中會影響測定結(jié)果，所以需要加入AgNO₃溶液，使CO₃^2-、Cl^-、NO₂^-轉(zhuǎn)化為沉淀而除去，
故答案為：AgNO₃；使CO₃^2-、Cl^-、NO₂^-轉(zhuǎn)化為沉淀而除去；
②向濾液中加入足量KI溶液和適量稀硫酸，硝酸根離子在酸性條件下具有強氧化性，能夠?qū)⒌怆x子氧化成碘單質(zhì)，碘單質(zhì)遇到淀粉顯示藍色，所以可加入淀粉作為指示劑；向反應(yīng)后的溶液中加入淀粉后，溶液變成藍色，滴定結(jié)束后碘單質(zhì)消失，溶液變成無色，則滴定終點時的顏色變化為：藍色→無色，
故答案為：淀粉；藍色→無色；
③若該同學操作正確，但結(jié)果造成測定結(jié)果略偏高，可能是生成的碘單質(zhì)的量偏高，如：NO₂^-未沉淀完全、滴定過程中帶入空氣將生成的I^-氧化，有可能是部分S₂O₃^2-與Ag⁺反應(yīng)，導(dǎo)致計算出的碘單質(zhì)的物質(zhì)的量偏高，計算結(jié)果偏高，
故答案為：NO₂^-未沉淀完全（或滴定過程中帶入空氣將生成的I^-氧化、部分S₂O₃^2-與Ag⁺反應(yīng)）．

點評 本題考查了探究物質(zhì)組成、測量物質(zhì)含量的方法，題目難度中等，涉及物質(zhì)鑒別、離子方程式、化學方程式的書寫、中和滴定操作方法及計算等知識，試題知識點較多、綜合性較強，充分考查了學生的分析、理解能力及靈活應(yīng)用基礎(chǔ)知識的能力，是一道質(zhì)量結(jié)較好的題目．