Question

亚硝酸钠是一种工业盐，虽然和食盐很像，但有毒，不能食用。以下为亚硝酸钠的工业生产流程：

(1)首先在反应塔中通SO₂和淋入硝酸，控制反应生成的NO与NO₂物质的量之比恰好1:1，则分解塔中发生反应的化学方程式为：                。试从产物产率的角度分析该反应中硝酸的浓度不宜过大或过小的原因是                    。

(2)吸收塔中所发生化学反应方程式为：                       。

(3)为测定亚硝酸钠的含量，称取4.500 g样品溶于水配成250 mL溶液，取20.00 mL溶液于锥形瓶中，用0.1000 mol·L^-1酸性KMnO₄溶液进行滴定，实验所得数据如下表所示：

①锥形瓶中发生反应的离子方程式为                 。

②第一组实验数据出现异常，造成这种异常的原因可能是_________(填代号)。

A．酸式滴定管用蒸馏水洗净后用标准液润洗

B．滴定终点时仰视读数

C．锥形瓶洗净后未干燥

③根据表中数据，计算所得固体中亚硝酸钠的质量分数__________。

Answer

(1)2HNO3 + 2SO2 + H2O ═ NO+ NO2+ 2H2SO4；硝酸浓度过大，主要还原生成NO2，导致亚硝酸钠产率降低；若硝酸浓度过低，分解塔中出来的主要是NO，亚硝酸钠产率也低；

(2)NO + NO2 + 2NaOH ═ 2NaNO2 + H2O；

(3)①5NO2- + 2MnO4-+ 6H+ ＝ 5NO3-+ 2Mn2++ 3H2O；②b ；③95.83%

【解析】

试题分析：(1)HNO3被还原后生成的NO与NO2物质的量之比恰好是1：1，即2molHNO3被还原时氮元素得4mol电子，能将2molSO2氧化为2molH2SO4，故化学方程式为：2HNO3+2SO2+H2O═NO+NO2+2H2SO4；浓硝酸的还原产物是NO2，稀硝酸的还原产物是NO，故当硝酸浓度过大，主要还原生成NO2，导致亚硝酸钠产率降低；若硝酸浓度过低，分解塔中出来的主要是NO，亚硝酸钠产率也低，故答案为：2HNO3+2SO2+H2O═NO+NO2+2H2SO4；硝酸浓度过大，主要还原生成NO2，导致亚硝酸钠产率降低；若硝酸浓度过低，分解塔中出来的主要是NO，亚硝酸钠产率也低；

(2)一氧化氮和二氧化氮被氢氧化钠溶液吸收，反应的方程式为NO + NO2 + 2NaOH ═ 2NaNO2 + H2O，故答案为：NO + NO2 + 2NaOH ═ 2NaNO2 + H2O；

(3)①锥形瓶中亚硝酸钠和高锰酸钾发生氧化还原反应，反应的离子方程式为5NO2- + 2MnO4-+ 6H+ ＝ 5NO3-+ 2Mn2++ 3H2O，故答案为：5NO2- + 2MnO4-+ 6H+ ＝ 5NO3-+ 2Mn2++ 3H2O；

②第一组实验数据消耗的酸性高锰酸钾溶液体积偏大，会导致测量结果偏高。a．酸式滴定管用蒸馏水洗净后用标准液润洗，对实验无影响，故a错误；b．滴定终了仰视读数，导致读数偏大，计算出的标准液体积偏大，故b正确；c．锥形瓶不需要干燥，所以锥形瓶洗净后未干燥，不影响测定结果，故c错误；故答案为：b；

③由于第一组数据偏高，应该舍弃；其它三组消耗标准液平均体积为：mL=20.00mL，25mL样品消耗高锰酸钾的物质的量为0.1000mol/L×0.02L=0.002mol，则250mL样品溶液会消耗高锰酸钾的物质的量为0.002mol×=0.025mol，根据化合价变化可得反应关系式：2MnO4-～5NO2-，则4.000g样品中含有亚硝酸钠的物质的量为0.025mol×=0.0625mol，质量为69g/mol×0.0625mol=4.3125g，所以反应后的固体中亚硝酸钠的质量分数为：×100%=95.8%，故答案为：95.8%。

【考点定位】考查探究物质的组成或测量物质的含量；性质实验方案的设计

【名师点晴】本题考查了探究物质组成、测量物质含量的方法，题目难度较大，涉及性质实验方案的设计、中和滴定操作及误差分析、氧化还原反应中电子转移的分析、化学计算等知识，明确实验原理及化学实验基本操作方法为解答关键，试题培养了学生的分析、理解能力及化学实验、化学计算能力。