Question

亚硝酸钠(NaNO₂)是一种工业盐，实验室可用如下装置(略去部分夹持仪器)制备。

已知：①2NO+Na₂O₂=2NaNO₂； ②3NaNO₂+3HCl=3NaCl+HNO₃+2NO↑+H₂O；③酸性条件下，NO和NO₂都能与MnO₄^-反应生成NO₃^-和Mn²⁺；Na₂O₂能使酸性高锰酸钾溶液褪色。

（1）加热装置A前，先通一段时间N₂，目的是_______________。

（2）装置A中发生反应的化学方程式为__________________________________。实验结束后，将B瓶中的溶液经蒸发浓缩、__________(填操作名称)、过滤可获得CuSO₄·5H₂O。

（3）仪器C的名称为______________，其中盛放的药品为 ____________(填名称)。

（4）充分反应后，检验装置D中产物的方法是：取产物少许置于试管中，________________，则产物是NaNO₂(注明试剂、现象)。

（5）为测定亚硝酸钠的含量，称取4.000g样品溶于水配成250mL溶液，取25.00mL溶液于锥形瓶中，用0.1000mol·L^-1酸性KMnO₄溶液进行滴定，实验所得数据如下表所示：

①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未用标准液润洗

b．锥形瓶洗净后未干燥

c．滴定终点时仰视读数

②根据表中数据，计算所得固体中亚硝酸钠的质量分数__________。

Answer

排除装置中的空气 冷却结晶 干燥管 碱石灰 加入稀硫酸（或稀盐酸），溶液中有气泡产生且在试管上方变成红棕色气体 ac 86.25%

【解析】(1)制备亚硝酸钠需要一氧化氮和过氧化钠反应生成，过氧化钠和二氧化碳、水蒸气发生反应，所以制备的一氧化氮气体必须纯净干燥，装置中无空气存在，加热A前，先通一段时间N2，目的是把装置中的空气赶净，避免生成的亚硝酸钠混入杂质；
(2)装置A中发生反应是浓硝酸和碳加热反应生成二氧化碳、二氧化氮和水，反应的化学方程式为：C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O，装置A中生成的二氧化氮进入装置B生成硝酸，氧化铜生成硝酸铜、硫酸铜，蒸发浓缩过程硝酸是易挥发性的酸，所以冷却结晶得到晶体为硫酸铜晶体；
(3)制备亚硝酸钠需要一氧化氮和过氧化钠反应生成，过氧化钠和二氧化碳、水蒸气发生反应，所以制备的一氧化氮气体必须纯净干燥，仪器C为干燥管，利用其中的碱石灰用来干燥一氧化氮气体；
(4)3NaNO2+3HCl=3NaCl+HNO3+2NO↑+H2O，反应生成的一氧化氮遇到空气会生成红棕色气体二氧化氮，充分反应后，检验装置D中产物的方法是：取产物少许置于试管中加入稀硫酸溶液中有气泡产生且在试管口上方出现红棕色气体，证明产物是NaNO2；
(5)①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未用标准液润洗，导致标准液被稀释，滴定过程中消耗的标准液体积会偏大，故a正确；b．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b错误；c．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c正确；故答案为ac；
②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×=0.02mol，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0.02mol×=0.05mol，质量为69g/mol×0.05mol=3.45g，所以反应后的固体中亚硝酸钠的质量分数为： ×100%=86.25%。