Question

亚硝酸钠可大量用于染料和有机合成工业。请回答下列问题：

（1）亚硝酸钠能氧化酸性条件下的Fe²⁺，同时产生一种活性气体，该气体在空气中迅速变色。写出反应的离子方程式                     。

（2）实验室模拟用如图所示装置通过如下过程制备亚硝酸钠：

已知：（I）氧化过程中，控制反应液的温度在35～60℃条件下发生的主要反应：

C₆H₁₂O₆＋12HNO₃＝3HOOC－COOH＋9NO₂↑＋3NO↑＋9H₂O

（II）氢氧化钠溶液吸收NO、NO₂发生如下反应：

NO＋NO₂＋2NaOH＝2NaNO₂＋H₂O，2NO₂＋2NaOH＝NaNO₃＋NaNO₂＋H₂O

①A中反应温度不宜高于60℃，原因是                        。

②不经过任何处理，按此过程进行，氢氧化钠溶液吸收后的溶液中除OH^外还有两种阴离子，其中一种是NO₂，NO₂与另一种阴离子的物质的量之比为                        。

③B装置用于制备NaNO₂，盛装的试剂除NaOH外，还可以是                   。

A．NaCl（aq）    B．Na₂CO₃（aq）      C．NaNO₃（aq）

（3）测定产品纯度：

I．准确称量ag产品配成100 mL溶液；

II．从步骤I配制的溶液中移取20.00 mL加入锥形瓶中；

III．用c mol·L^1酸性KMnO₄溶液滴定至终点；

IV．重复以上操作3次，消耗KMnO₄酸性溶液的平均体积为V mL。

①锥形瓶中发生反应的离子方程式为                                              。

②滴定至终点的现象为                                                          。

③产品中NaNO₂的纯度为               （写出计算表达式）。

④若滴定终点时俯视读数，则测得的产品中NaNO₂的纯度         （填“偏高”、“偏低”或“无影响”）

Answer

（1）Fe2+＋NO2－＋2H＝Fe3+＋NO↑＋H2O（2分）

（2）①避免硝酸分解，降低原料利用率（2分）②3∶1（1分）③B（1分）

（3）①5NO2＋2MnO4＋6H＝5NO3＋2Mn2+＋3H2O（2分）②当最后一滴标准液滴入时，溶液由无色变浅紫红色且半分钟不褪色（2分）

③×100%（2分）（不带单位也可行） ④偏低（2分）

【解析】

试题分析：（1）亚硝酸钠能氧化酸性条件下的Fe2+，说明氮元素的化合价降低，同时产生一种活性气体，该气体在空气中迅速变色，因此该气体应该是NO，在空气中被氧化为红棕色NO2，反应的离子方程式为Fe2+＋NO2－＋2H＝Fe3+＋NO↑＋H2O。

（2）①由于硝酸受热易分解，所以为避免硝酸分解，降低原料利用率A中反应温度不宜高于60℃。

②根据方程式NO＋NO2＋2NaOH＝2NaNO2＋H2O，2NO2＋2NaOH＝NaNO3＋NaNO2＋H2O可知反应中还有硝酸钠生成，因此另一种阴离子是硝酸根。生成1mol硝酸钠的同时还有1mol亚硝酸钠生成，根据C6H12O6＋12HNO3＝3HOOC－COOH＋9NO2↑＋3NO↑＋9H2O可知参与反应NO＋NO2＋2NaOH＝2NaNO2＋H2O的NO和NO2均是3mol，另外6molNO2与氢氧化钠溶液反应，所以亚硝酸根与硝酸根的物质的量之比为（6＋3）：3＝3：1。

③由于反应中产生的NO2、NO被碳酸钠溶液吸收即转化为亚硝酸钠，因此如果B装置用于制备NaNO2，盛装的试剂除NaOH外，还可以是碳酸钠，答案选B。

（3）①高锰酸钾溶液具有强氧化性，能把亚硝酸根氧化为硝酸根，则锥形瓶中发生反应的离子方程式为5NO2＋2MnO4＋6H＝5NO3＋2Mn2+＋3H2O。

②高锰酸钾溶液显紫红色，则滴定至终点的现象为当最后一滴标准液滴入时，溶液由无色变浅紫红色且半分钟不褪色。

③根据方程式可知亚硝酸钠和高锰酸钾的物质的量之比是5：2，则产品中NaNO2的纯度为×100%。

④若滴定终点时俯视读数，则读数偏大，消耗标准液体积减小，因此测得的产品中NaNO2的纯度偏低。

【考点定位】本题主要是考查物质制备实验设计、纯度测定等

【名师点晴】对于设计给定条件下的物质制备方案这一类题目，在解答时一定要遵循物质制备方案设计的几条基本原则，对涉及的原料、基本化学反应原理、实验程序和仪器、设备等进行深入的研究，精心取舍，才能得出正确的答案。该题的另一个难点是有关计算，注意掌握计算的依据，利用好守恒法，注意氧化还原反应滴定的实验操作注意事项以及误差分析的判断依据，注意联系中和滴定实验，注意知识的迁移。