Question

亚硝酸钠（NaNO₂）是一种肉制品生产中常见的食品添加剂，使用时必须严格控制其用量。在漂白、电镀等方面应用也很广泛。某兴趣小组设计了如下图所示的装置制备NaNO₂（A中加热装置已略去）。

已知：室温下，①2NO+Na₂O₂===2NaNO₂

②酸性条件下，NO 或NO₂^-都能与MnO₄^-反应生成NO₃^-和Mn²⁺

（1）A中发生反应的化学方程式为_________________________________。

（2）检查完该装置的气密性，装入药品后，实验开始前通入一段时间N₂，然后关闭弹簧夹，再滴加浓硝酸，加热。通入N ₂的作用是______________。

（3）装置B中观察到的主要现象为_________________

（4）①为保证制得的亚硝酸钠的纯度，C装置中盛放的试剂可能是___________（填字母序号）。

A．P₂O₅      B．无水CaCl₂    C．碱石灰     D．浓硫酸

②如果取消C装置，D中固体产物除NaNO₂外，可能含有的副产物有________ 写化学式）。

（5）E中发生反应的离子方程式为____________。

（6）将1.56g Na₂O₂完全转化为NaNO₂，理论上至少需要木炭__________g。

Answer

C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O 排尽空气，防止生成的NO被氧气氧化 红棕色气体消失，铜片溶解，溶液变蓝，导管口有无色气泡冒出 C Na2CO3、NaOH 5NO+3MnO4⁻+4H+=5NO3⁻+3 Mn2++2H2O 0.24g

【解析】

A装置为C与HNO3 (浓)反应生成二氧化碳与二氧化氮，二氧化氮在B中与水反应生成硝酸，硝酸与Cu反应生成NO， D装置中制备NaNO2，由于二氧化碳、水蒸气与过氧化钠反应的得到碳酸钠、氢氧化钠，故需要除去二氧化碳，并干燥NO气体，所以C中放了碱石灰，反应开始需要排尽装置中的空气，防止氧气将NO氧化，利用酸性高锰酸钾溶液溶液氧化未反应的NO，可以防止污染空气。

(1)A装置为C与HNO3 (浓)反应生成二氧化碳与二氧化氮，反应方程式为：C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O；

(2)实验开始前通入一段时间N2，可排尽装置中的空气，防止氧气将NO氧化；

(3)二氧化氮在B中与水反应生成硝酸，硝酸与Cu反应生成NO，所以看到的现象为：红棕色气体消失，铜片溶解，溶液变蓝，导管口有无色气泡冒出；

(4)①根据分析可知，C装置中可能盛放的试剂是碱石灰；

②结合分析可知，二氧化碳、水蒸气与过氧化钠反应的得到副产物碳酸钠、氢氧化钠；

(5)根据题目提供信息可知酸性条件下，NO能与MnO4⁻反应生成NO3⁻和Mn2+，方程式为：5NO+3MnO4⁻+4H+=5NO3⁻+3 Mn2++2H2O；

(6)n(Na2O2)==0.02mol，根据元素守恒可知1.56g Na2O2完全转化为NaNO2，需要n(NO)=0.04mol。设参加反应的碳为x mol，根据方程式C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O可知生成n(NO2)=4x mol，根据方程式3 NO2+H2O=2HNO3+ NO，可知4x mol NO2与水反应生成x mol硝酸和x molNO；根据3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O可知硝酸与铜反应生成的NO为x mol，所以有x mol+x mol=2x mol=0.04mol，解得x=0.02mol，则需要的碳的质量为12g/mol×0.02mol=0.24g。