Question

（13分）亚硝酸钠（NaNO₂）外观酷似食盐且有咸味，是一种常用的发色剂和防腐剂，使用过量会使人中毒，国际上对食品中亚硝酸钠的用量控制在很低的水平上。某学习小组针对亚硝酸钠设计了如下实验：

【实验I】制备NaNO₂

该小组查阅资料知：2NO+Na₂O₂=2NaNO₂；2NO₂+Na₂O₂=2NaNO₃

设计制备装置如下（夹持装置略去）：

（1）装置D可将剩余的NO氧化成NO₃^-，发生反应的离子方程式为              。

（2）如果没有B装置，C中发生的副反应有                    。

（3）甲同学检查完装置气密性良好后进行实验，发现NaNO₂的纯度较低。乙同学对上述装置进行适当改进后提高了NaNO₂的纯度，其改进措施是               。

（4）丙同学对B中的药品进行了更换，也提高了NaNO₂的纯度。丙更换的药品最好是              。

【实验Ⅱ】测定甲、乙同学制取的样品中NaNO₂的含量

步骤：a．在5个有编号的带刻度试管（比色管）中分别加入不同量的NaNO₂溶液，各加入1 mL的M溶液（M遇NaNO₂呈紫红色，NaNO₂浓度越大颜色越深），再加蒸馏水至总体积均为10 mL并振荡，制成标准色阶：

b．分别称量0．10 g甲、乙制得的样品溶于水配成500 mL溶液，贴上标签甲、乙。再分离别取5 mL甲、乙待测液，各加入1 mL M溶液，均加蒸馏水至10 mL振荡，分别与标准色阶比较。

（5）步骤b中比较结果是：甲待测液颜色与③号色阶相同，乙待测液颜色与④号色阶相同。则甲同学制得的样品中NaN0₂的纯度是           %。

（6）用目视比色法证明维生素C可以有效降低NaNO₂的含量。设计并完成下列实验报告。

Answer

（1）5NO+3MnO4-+4H+＝5NO3-+3Mn2++2H2O（2分）

（2）2Na2O2+2H2O＝4NaOH+O2↑（1分） ；2NO+O2＝NO2（1分）

（3）在A、B之间增加装有水的洗气瓶（2分） （4）碱石灰或氧化钙（2分）（5）40（2分）

（6）实验方案：取5mL甲待测液加入维生素C，振荡，再加入1 mL M溶液，加入蒸馏水至10mL（1分，“取5mL甲待测液”、“加入维生素C”、“加入1 mL M溶液”、“加入蒸馏水至10mL”四个要点，答出三个以上得1分）；再振荡，与③号色阶对比（1分）。实验现象：紫红色比③色阶浅（1分）。

【解析】

试题分析： （1）酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性，能把NO氧化为硝酸根，反应的离子方程式为5NO +3MnO4-+4H+＝5NO3-+3Mn2++2H2O。

（2）无水氯化钙是干燥剂，能干燥NO。如果没有B装置，则NO中含有水蒸气，过氧化钠能与水反应生成氢氧化钠和氧气，因此C中发生的副反应为2Na2O2+2H2O＝4NaOH+O2↑。生成的氧气可以继续氧化NO为NO2，则发生的副反应还有2NO+O2＝NO2。

（3）NaNO2的纯度较低，说明有硝酸钠生成。即NO中含有NO2，所以要提高纯度，需要除去NO中的NO2，则改进的措施为在A、B之间增加装有水的洗气瓶。

（4）由于生石灰或碱石灰是碱性物质，对NO的干燥效果要好于无水氯化钙，所以丙更换的药品最好是碱石灰或氧化钙。

（5）甲待测液颜色与③号色阶相同，则根据表中数据可判断甲同学制得的样品中NaNO2的纯度是40%。

（6）如果维生素C可以有效降低NaNO2的含量，则含有维生素C的亚硝酸钠溶液与M反应时颜色要浅，因此实验方案为实验方案：取5mL甲待测液加入维生素C，振荡，再加入1 mL M溶液，加入蒸馏水至10mL；再振荡，与③号色阶对比。实验现象：紫红色比③色阶浅。

考点：考查物质制备及含量测定实验方案设与探究