Question

6．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：

查閱資料：①HNO₂為弱酸，室溫下存在反應3HNO₂=HNO₃+2NO↑+H₂O；
②在酸性溶液中，NO₂-可將MnO₄-還原為Mn²⁺且無氣體生成．
③NO不與堿反應，可被酸性KMnO₄溶液氧化為硝酸．
（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）推測B中可以觀察到的主要現(xiàn)象是銅片逐漸溶解，溶液逐漸變藍，產(chǎn)生無色氣泡；C裝置的作用是除去NO中混有的CO₂．
（3）裝置D中除生成NaNO₂外，還有另一種固態(tài)物質(zhì)Y，Y的化學式是NaOH．可以通過適當改進，不產(chǎn)生Y物質(zhì)，請你提出改進方法：用裝有堿石灰的干燥管代替C裝置．
（4）在酸性溶液中，NO₂可將MnO₄^-還原為Mn²⁺．寫出有關反應的離子方程式5NO₂^-+2MnO₄^-+6H⁺=5NO₃^-+2Mn²⁺+3H₂O．
（5）E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(fā)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與硝酸反應生成一氧化氮，C中利用NaOH溶液吸收二氧化碳，在D中一氧化氮與過氧化鈉反應生成亞硝酸鈉，可能還發(fā)生水與過氧化鈉的反應生成NaOH和氧氣，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，一氧化氮可被酸性KMnO₄溶液氧化硝酸；結合信息可知在酸性溶液中，NO₂^-可將MnO₄^-還原為Mn²⁺，據(jù)氧化還原反應可知NO₂^-氧化生成NO₃^-，以此來解答，
（1）氣體制備和性質(zhì)驗證需要裝置氣密性完好，開始前需要檢驗裝置氣密性；
（2）HNO₃與銅反應，故銅片溶解，溶液變藍，產(chǎn)生氣泡，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；
（3）水蒸氣會進入裝置D，過氧化鈉和生成水i反應生成氫氧化鈉和氧氣，根據(jù)原子守恒可知，生成的固體物質(zhì)應該還有NaOH，可以利用固體堿石灰既吸收雜質(zhì)也會吸收水蒸氣，對氣體起到干燥作用；
（4）在酸性溶液中，NO₂^-可將MnO₄^-還原為Mn²⁺，NO₂^-氧化生成NO₃^-，結合電荷守恒和原子守恒配平書寫離子方程式；
（5）過酸性高錳酸鉀溶液除去剩余一氧化氮，生成硝酸；

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）根據(jù)裝置圖可知，A中產(chǎn)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(chǎn)生氣利用泡；由于A中還產(chǎn)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(chǎn)生無色氣泡；除去NO中混有的CO₂；
（3）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(jù)原子守恒可知，生成的固體物質(zhì)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；
（4）在酸性溶液中，NO₂^-可將MnO₄^-還原為Mn²⁺，NO₂^-氧化生成NO₃^-，離子方程式為：5NO₂^-+2MnO₄^-+6H⁺=5NO₃^-+2Mn²⁺+3H₂O；
故答案為：5NO₂^-+2MnO₄^-+6H⁺=5NO₃^-+2Mn²⁺+3H₂O；
（5）通過酸性高錳酸鉀溶液除去剩余一氧化氮，生成硝酸，防止污染空氣，故選B，
故答案為：B．

點評 本題考查性質(zhì)實驗方案及實驗裝置的評價，把握裝置的作用、氣體的制備實驗等為解答的關鍵，側(cè)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，題目難度中等．