Question

19．亞硝酸鈉（NaNO₂）是一種常見的食品添加劑，使用時必須嚴(yán)格控制其用量．某興趣小組進(jìn)行下面實驗探究，查閱資料知道：
①2NO+Na₂O₂═2NaNO₂
②2NO₂+Na₂O₂═2NaNO₃
③酸性KMnO₄溶液可將NO₂^-氧化為NO₃^-，MnO₄^-被還原成Mn²⁺．
Ⅰ．產(chǎn)品制備與檢驗：用如圖裝置制備NaNO₂
（1）寫出裝置A燒瓶中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式C+4HNO₃（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O．
（2）B裝置的作用是將NO₂轉(zhuǎn)化為NO，同時Cu與稀硝酸反應(yīng)生成NO（或制取NO）；盛濃硝酸的儀器名稱為分液漏斗．
（3）有同學(xué)認(rèn)為裝置C中產(chǎn)物不僅有亞硝酸鈉，還有碳酸鈉和氫氧化鈉，為制備純凈的NaNO₂，應(yīng)在B、C裝置間增加一個干燥管．在干燥管中盛放的試劑名稱為堿石灰．
（4）請設(shè)計實驗，檢驗裝置C中NaNO₂的存在（寫出操作、現(xiàn)象和結(jié)論）取少量裝置C中產(chǎn)物置于試管中，加入適量蒸餾水溶解，滴加少量酸性KMnO₄溶液，若溶液紫色褪去，說明C中產(chǎn)物含有NaNO₂．
Ⅱ．含量的測定
稱取裝置C中反應(yīng)后的固體4.00g溶于水配成250mL溶液，取25.00mL溶液于錐形瓶中，用0.1000mol/L酸性KMnO₄溶液進(jìn)行滴定，實驗所得數(shù)據(jù)如表所示：

滴定次數(shù)	1	2	3	4
KMnO4溶液體積/mL	20.60	20.02	20.00	19.98

（5）第一組實驗數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常，造成這種異常的原因可能是A、C．
A．酸式滴定管用蒸餾水洗凈后未用標(biāo)準(zhǔn)液潤洗
B．錐形瓶洗凈后未干燥
C．滴定結(jié)束后仰視讀數(shù)                       
D．滴定結(jié)束后俯視讀數(shù)
（6）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，計算所得固體中亞硝酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)86.25%或0.8625．

Answer 1

分析 由實驗裝置可知，A中發(fā)生C+4HNO₃（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O，B中吸收揮發(fā)的硝酸和生成的二氧化氮，C中發(fā)生2NO+Na₂O₂═2NaNO₂，D中高錳酸鉀吸收尾氣NO，
（1）裝置A燒瓶中，碳和濃硝酸反應(yīng)生成二氧化碳、二氧化氮和水；
（2）B裝置中，NO₂與水反應(yīng)生成NO，同時銅與稀硝酸反應(yīng)也生成NO；根據(jù)儀器構(gòu)造可知；
（3）c中產(chǎn)物不僅有亞硝酸鈉，還有碳酸鈉和氫氧化鈉，那么NO中混有CO₂、NO₂，可以在B、C之間增加裝有堿石灰或生石灰的裝置E，以吸收雜質(zhì)CO₂、NO₂；
（4）根據(jù)題目信息酸性KMnO₄溶液可將NO₂^-氧化為NO₃^-分析；
（5）第一組實驗數(shù)據(jù)消耗的酸性高錳酸鉀溶液體積偏大，
A．酸式滴定管用蒸餾水洗凈后未用標(biāo)準(zhǔn)液潤洗，導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)液被稀釋，標(biāo)準(zhǔn)液濃度減��；   
B．達(dá)到過程中錐形瓶不需要干燥，不影響待測液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量；
C．滴定終了仰視讀數(shù)，讀出的是凹液面下方讀數(shù)，讀數(shù)比實際消耗的標(biāo)準(zhǔn)液體積偏大；                         
D．滴定終了俯視讀數(shù)，讀出的是凹液面上方讀數(shù)，讀數(shù)比實際讀數(shù)偏小；
（6）第一組數(shù)據(jù)舍棄，計算出其它3組消耗標(biāo)準(zhǔn)液的平均體積，再結(jié)合反應(yīng)方程式計算出樣品中亞硝酸鈉的質(zhì)量及質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）裝置A燒瓶中，碳和濃硝酸反應(yīng)生成二氧化碳、二氧化氮和水，方程式為C+4HNO₃（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O；
故答案為：C+4HNO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O；
（2）B裝置中，NO₂與水反應(yīng)生成NO，同時銅與稀硝酸反應(yīng)也生成NO；盛裝濃硝酸的儀器為分液漏斗；
故答案為：將NO₂轉(zhuǎn)化為NO，同時Cu與稀硝酸反應(yīng)生成NO（或制取NO）；分液漏斗；
（3）c中產(chǎn)物不僅有亞硝酸鈉，還有碳酸鈉和氫氧化鈉，那么NO中混有CO₂、NO₂，可以在B、C之間增加裝有盛放堿石灰的干燥管（或U形管），以吸收雜質(zhì)CO₂、NO₂；
故答案為：堿石灰；
（4）酸性KMnO₄溶液可將NO₂^-氧化為NO₃^-，MnO₄^-被還原成Mn²⁺，酸性高錳酸鉀會褪色，則檢驗裝置C中NaNO₂的放法為：取少量裝置C中產(chǎn)物置于試管中，加入適量蒸餾水溶解，滴加少量酸性KMnO₄溶液，若溶液紫色褪去，說明C中產(chǎn)物含有NaNO₂；
故答案為：取少量裝置C中產(chǎn)物置于試管中，加入適量蒸餾水溶解，滴加少量酸性KMnO₄溶液，若溶液紫色褪去，說明C中產(chǎn)物含有NaNO₂；
（5）第一組實驗數(shù)據(jù)消耗的酸性高錳酸鉀溶液體積偏大，會導(dǎo)致測量結(jié)果偏高，
A．酸式滴定管用蒸餾水洗凈后未用標(biāo)準(zhǔn)液潤洗，導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)液被稀釋，滴定過程中消耗的標(biāo)準(zhǔn)液體積會偏大，故A正確；   
B．錐形瓶不需要干燥，所以錐形瓶洗凈后未干燥，不影響測定結(jié)果，故B錯誤；
C．滴定終了仰視讀數(shù)，導(dǎo)致讀數(shù)偏大，計算出的標(biāo)準(zhǔn)液體積偏大，故C正確；                         
D．滴定終了俯視讀數(shù)，滴定管讀數(shù)偏小，計算出的標(biāo)準(zhǔn)液體積偏小，故D錯誤；
故答案為：A、C；
（6）由于第一組數(shù)據(jù)偏高，應(yīng)該舍棄；其它三組消耗標(biāo)準(zhǔn)液平均體積為：$\frac{20.02+20.00+19.98}{3}$mL=20.00mL，
25mL樣品消耗高錳酸鉀的物質(zhì)的量為：0.1000mol/L×0.02L=0.002mol，則250mL樣品溶液會消耗高錳酸鉀的物質(zhì)的量為：0.002mol×$\frac{250mL}{25mL}$=0.02mol，根據(jù)化合價變化可得反應(yīng)關(guān)系式：2MnO₄^-～5NO₂^-，則4.000g樣品中含有亞硝酸鈉的物質(zhì)的量為：0.02mol×$\frac{5}{2}$=0.05mol，質(zhì)量為69g/mol×0.05mol=3.45g，所以反應(yīng)后的固體中亞硝酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{3.45g}{4.000g}$×100%=86.25%；
故答案為：86.25%或0.8625．

點評 本題考查了探究物質(zhì)組成、測量物質(zhì)含量的方法，題目難度較大，涉及性質(zhì)實驗方案的設(shè)計、中和滴定操作及誤差分析、氧化還原反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移的分析、化學(xué)計算等知識，明確實驗原理及化學(xué)實驗基本操作方法為解答關(guān)鍵，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)實驗、化學(xué)計算能力．