Question

18．工業(yè)上常用亞硝酸鈉（NaNO₂）作媒染劑、漂白劑、鋼材緩蝕劑、金屬熱處理劑．某興趣小組用下列裝置制備NaNO₂并探究NO、NO₂的某一化學性質(zhì)（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⁺．
請回答下列問題：
（1）裝置A三頸燒瓶中發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為Cu+4HNO₃（濃）=Cu（NO₃）₂+4NO₂↑+2H₂O．
（2）用圖中的裝置制備NaNO₂，其連接順序為：a→debcfg（b與c、f與g可以交換→h（按氣流方向，用小寫字母表示），此時活塞K₁、K₂如何操作關(guān)閉K₁，打開K₂．
（3）E裝置發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是3MnO₄^-+4H⁺+5NO=3Mn²⁺+5NO₃^-+2H₂O．
（4）通過查閱資料，NO₂或NO可能與溶液中Fe²⁺發(fā)生反應(yīng)．某同學選擇上述裝置并按A→C→E順序連接，E中裝入FeSO₄溶液，進行如下實驗探究．

步驟	操作及現(xiàn)象
①	關(guān)閉K2，打開K1，打開彈簧夾通一段時間的氮氣，夾緊彈簧夾，開始A中反應(yīng)，一段時間后，觀察到E中溶液逐漸變?yōu)樯钭厣��?/td>
②	停止A中反應(yīng)，打開彈簧夾和K2、關(guān)閉K1，持續(xù)通入N2一段時間．
③	更換新的E裝置，再通一段時間N2后關(guān)閉彈簧夾，使A中反應(yīng)繼續(xù)，觀察到的現(xiàn)象與步驟①中相同．

步驟②操作的目的是排盡裝置中殘留的NO₂；步驟③C瓶中發(fā)生的化學方程式為3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO；
通過實驗可以得出：NO（填“NO₂、NO中的一種或兩種”）和溶液中Fe²⁺發(fā)生反應(yīng)使溶液呈深棕色．

Answer 1

分析 制備NaNO₂，A裝置由銅與濃硝酸反應(yīng)：Cu+4HNO₃（濃）=Cu（NO₃）₂+4NO₂↑+2H₂O，制備NO₂，由NO₂與水反應(yīng)3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，為反應(yīng)充分，關(guān)閉K₁，打開K₂，制備NO與過氧化鈉在D中反應(yīng)生成亞硝酸鈉，NO不能直接排放到空氣中，用酸性高錳酸鉀吸收：3MnO₄^-+4H⁺+5NO=3Mn²⁺+5NO₃^-+2H₂O，據(jù)此分析；
探究NO₂或NO可能與溶液中Fe²⁺發(fā)生反應(yīng)：選擇上述裝置并按A→C→E順序連接，E中裝入FeSO₄溶液：①關(guān)閉K₂，打開K₁，打開彈簧夾通一段時間的氮氣，夾緊彈簧夾，開始A中反應(yīng)，一段時間后，觀察到E中溶液逐漸變?yōu)樯钭厣�，說明NO₂或NO與溶液中Fe²⁺發(fā)生反應(yīng)；②停止A中反應(yīng)，打開彈簧夾和K₂、關(guān)閉K₁，持續(xù)通入N₂一段時間，將裝置中殘留的二氧化氮排盡，并在C中與水反應(yīng)，3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO；③更換新的E裝置，再通一段時間N₂后關(guān)閉彈簧夾，使A中反應(yīng)繼續(xù)，觀察到的現(xiàn)象與步驟①中相同，經(jīng)過步驟②，進入E裝置的氣體為NO，E中溶液變?yōu)樯钭厣�，說明是NO與和溶液中Fe²⁺發(fā)生反應(yīng)使溶液呈深棕色．

解答 解：（1）裝置A三頸燒瓶中銅與濃硝酸發(fā)生反應(yīng)之被逼二氧化氮，化學方程式為：Cu+4HNO₃（濃）=Cu（NO₃）₂+4NO₂↑+2H₂O；
故答案為：Cu+4HNO₃（濃）=Cu（NO₃）₂+4NO₂↑+2H₂O；
（2）制備NaNO₂，A裝置制備NO₂，由NO₂與水反應(yīng)制備NO，為反應(yīng)充分，關(guān)閉K₁，打開K₂，則a連接d，過氧化鈉與水反應(yīng)，故NO先干燥再與過氧化鈉反應(yīng)，e連接U形干燥管b，與過氧化鈉在D中反應(yīng)生成亞硝酸鈉，c連接f，NO不能直接排放到空氣中，用酸性高錳酸鉀吸收，g連接h；
故答案為：debcfg（b與c、f與g可以交換）；關(guān)閉K₁，打開K₂；
（3）E裝置為酸性高錳酸鉀與NO的反應(yīng)，NO能被酸性KMnO₄氧化成NO₃^-，MnO₄^-被還原為Mn²⁺，離子方程式為：3MnO₄^-+4H⁺+5NO=3Mn²⁺+5NO₃^-+2H₂O；
故答案為：3MnO₄^-+4H⁺+5NO=3Mn²⁺+5NO₃^-+2H₂O；
（4）①關(guān)閉K₂，打開K₁，打開彈簧夾通一段時間的氮氣，夾緊彈簧夾，開始A中反應(yīng)，一段時間后，觀察到E中溶液逐漸變?yōu)樯钭厣�，說明NO₂或NO與溶液中Fe²⁺發(fā)生反應(yīng)；②停止A中反應(yīng)，打開彈簧夾和K₂、關(guān)閉K₁，持續(xù)通入N₂一段時間，將裝置中殘留的二氧化氮排盡，并在C中與水反應(yīng)，3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO；③更換新的E裝置，再通一段時間N₂后關(guān)閉彈簧夾，使A中反應(yīng)繼續(xù)，觀察到的現(xiàn)象與步驟①中相同，經(jīng)過步驟②，進入E裝置的氣體為NO，E中溶液變?yōu)樯钭厣�，說明是NO與和溶液中Fe²⁺發(fā)生反應(yīng)使溶液呈深棕色；
故答案為：排盡裝置中殘留的NO₂；3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO；NO．

點評 本題考查了物質(zhì)制備方案設(shè)計和物質(zhì)性質(zhì)探究，主要考查了化學方程式的書寫、實驗方案評價、氧化還原反應(yīng)、環(huán)境保護等，題目難度中等，側(cè)重于考查學生的分析問題和解決問題的能量，注意相關(guān)基礎(chǔ)知識的學習與積累．