Question

(15分)亚硝酸钠大量用于染料和有机合成工业。用木屑制备亚硝酸钠的流程如下：

已知氧化过程中，控制反应液的温度在55～60℃条件下发生的主要反应为：

C₆H₁₂O₆＋12HNO₃3H₂C₂O₄＋9NO₂↑＋3NO↑＋9H₂O

（1）酸溶过程中，硫酸的作用是_________。吸收完成后，将吸收液蒸发浓缩、________、________(填操作名称)、洗涤得到白色晶状的亚硝酸钠。

（2）实验室模拟氧化和吸收过程的装置如图所示，A装置须控制反应液的温度不高于60℃的原因是____；B装置用于制备亚硝酸钠，其中盛放的溶液是________(填字母)。

a．NaCl溶液   b．Na₂CO₃溶液   c．NaNO₃溶液

（3）工业上在吸收过程中需控制NO和NO₂的物质的量比接近1∶1。若(NO)∶n(NO₂)>1∶1，则会导致________；若n(NO)∶n(NO₂)<1∶1会使产品中混有的杂质为________。

（4）已知NaNO₂能把酸性条件下的Fe^2＋氧化，同时产生一种有毒的气体，请写出该反应的离子方程式：________________________________。

（5）已知：①NaNO₂有氧化性，在酸性条件下能把I^－氧化为I₂；S₂O₃^2-又能把I₂还原为I^－。②NaNO₂也有还原性，能使酸性KMnO₄溶液褪色。

为测定产品NaNO₂的纯度，请补充完整实验方案：准确称量适量的NaNO₂样品放入锥形瓶中，加适量水溶解，________。

实验中可供选择的试剂：稀硫酸、c₁ mol·L^－1 KI溶液、淀粉溶液、c₂ mol·L^－1 Na₂S₂O₃溶液、c₃ mol·L^－1酸性KMnO₄溶液。

Answer

（1）浓硫酸会使木屑炭化（2分）冷却结晶（1分）、过滤（1分）

（2）温度过高会导致硝酸的分解，使NaNO2产率降低；（1分） b（1分）

（3）排放气体中NO含量升高（2分）（其他合理答案均给分） NaNO3（2分）

（4）NO2－+2H++ Fe2+=NO↑+ Fe3+ +H2O（2分）

（5）然后用c3 mol•L－1酸性KMnO4溶液滴定至溶液由无色恰好变为浅红色，且半分钟内不褪色，读数，重复以上操作2～3次。（3分）

【解析】

试题分析：（1）浓硫酸具有脱水性，则酸溶过程中，硫酸的作用是浓硫酸会使木屑炭化。吸收完成后，将吸收液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤即可得到白色晶状的亚硝酸钠。

（2）硝酸易分解，则A装置须控制反应液的温度不高于60℃的原因是温度过高会导致硝酸的分解，使NaNO2产率降低；反应中产生的NO2、NO被碳酸钠溶液吸收即转化为亚硝酸钠，答案选b。

（3）NO和NO2的物质的量比＝1∶1时恰好可以看作亚硝酸，因此若(NO)∶n(NO2)>1∶1，则会导致排放气体中NO含量升高；若n(NO)∶n(NO2)<1∶1时NO2过量，则又会产生硝酸钠，即会使产品中混有的杂质为NaNO3。

（4）已知NaNO2能把酸性条件下的Fe2＋氧化，说明氮元素的化合价降低，同时产生一种有毒的气体，因此该气体是NO，所以该反应的离子方程式为NO2－+2H++ Fe2+＝NO↑+ Fe3+ +H2O。

（5）由于NaNO2有还原性，能使酸性KMnO4溶液褪色，所以可以通过氧化还原滴定测定其纯度，因此实验方案设计为：准确称量适量的NaNO2样品放入锥形瓶中，加适量水溶解，然后用c3 mol•L－1酸性KMnO4溶液滴定至溶液由无色恰好变为浅红色，且半分钟内不褪色，读数，重复以上操作2～3次。

考点：考查物质制备实验方案设计与探究