Question

亞硝酸鈉被稱為工業(yè)鹽，在漂白、電鍍等方面應(yīng)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(yīng)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(yīng)生成NO₃^-和Mn²⁺

完成下列填空：
（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，畫出E并注明E中盛放的藥品名稱

 

．
（5）寫出檢驗(yàn)C產(chǎn)物中是否含碳酸鈉的方法

 

．
（6）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．

Answer 1

考點(diǎn)：制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專題：實(shí)驗(yàn)題

分析：（1）裝置A中是濃硝酸和碳加熱發(fā)生的反應(yīng)，反應(yīng)生成二氧化氮和二氧化碳和水，依據(jù)氧化還原反應(yīng)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(yīng)生成硝酸和一氧化氮，硝酸和銅反應(yīng)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(jù)亞硝酸鈉具有氧化性或還原性，選擇還原劑或氧化劑發(fā)生的反應(yīng)現(xiàn)象證明產(chǎn)物中是否是亞硝酸鈉；
（4）因?yàn)橐谎趸�氮中混有二氧化碳和水蒸汽，二氧化碳和過氧化鈉發(fā)生的反應(yīng)生成碳酸鈉和氧氣，水與過氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化鈉；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，E中盛放的試劑應(yīng)堿石灰，用來吸收二氧化碳；
（5）依據(jù)碳酸鈉與強(qiáng)酸反應(yīng)生成能使澄清石灰水變渾濁的氣體證明產(chǎn)物中是否是碳酸鈉；
（6）根據(jù)①C+4HNO₃（濃）

△   .

CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O，②3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO；③2NO+Na₂O₂→2NaNO₂進(jìn)行計(jì)算．

解答： 解：（1）裝置A中是濃硝酸和碳加熱發(fā)反應(yīng)，反應(yīng)生成二氧化氮和二氧化碳和水，反應(yīng)的化學(xué)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(yīng)生成硝酸和一氧化氮，3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，硝酸和銅反應(yīng)生成硝酸銅，一氧化氮和水，所以反應(yīng)現(xiàn)象為溶液變藍(lán)，銅片溶解，導(dǎo)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(lán)，導(dǎo)管口有無色氣體冒出；除去未反應(yīng)的NO，防止污染空氣；
（3）檢驗(yàn)亞硝酸鈉的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為：取少量生成物置于試管中，加入稀鹽酸，若產(chǎn)生無色氣體并在液面上方變?yōu)榧t棕色，則產(chǎn)物是亞硝酸鈉．
故答案為：取樣，加入稀鹽酸，若產(chǎn)生無色氣體并在液面上方變?yōu)榧t棕色，則產(chǎn)物是亞硝酸鈉；
（4）因?yàn)橐谎趸�氮中混有二氧化碳和水蒸汽，二氧化碳和過氧化鈉發(fā)生的反應(yīng)生成碳酸鈉和氧氣，水與過氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化鈉，故C產(chǎn)物中除亞硝酸鈉外還含有副產(chǎn)物碳酸鈉和氫氧化鈉，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，E中盛放的試劑應(yīng)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(yàn)碳酸鈉的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為：取少量生成物置于試管中，加入稀鹽酸，若產(chǎn)生能使澄清石灰水變渾濁的氣體，則產(chǎn)物有碳酸鈉．
故答案為：取樣，加入稀鹽酸，若產(chǎn)生能使澄清石灰水變渾濁的氣體，則產(chǎn)物有碳酸鈉；
（6）根據(jù)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(zhuǎn)化成為亞硝酸鈉，理論上至少需要木炭的質(zhì)量為

1.56g

78g/mol

×12g/mol=0.24g，故答案為：0.24．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)和信息判斷，物質(zhì)性質(zhì)的理解應(yīng)用，注意實(shí)驗(yàn)過程中的反應(yīng)現(xiàn)象分析，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．