Question

【题目】亚硝酸钠(NaNO2)在漂白、电镀等方面应用广泛。以木炭浓硝酸、水和铜为原料制备亚硝酸钠的装置如图所示：

已知：

室温下，①2NO+Na2O2===2NaNO2

②3NaNO2+3HCl===3NaCl+HNO3+2NO↑+H2O

③酸性条件下，NO或NO2ˉ都能与MnO4ˉ反应生成NO3ˉ和Mn2+

回答下列问题：

(1)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N2的作用是________________________________________。

(2)装置B中观察到的主要现象为________________________________________，发生反应离子方程式是_____________。

(3)装置D的作用是______________________________，发生反应的离子方程式是________________________________________。

(4)预测C中反应开始阶段，固体产物除NaNO2外，还含有的副产物有Na2CO3和__________(写化学式)。为避免产生这些副产物，应在装置B、C间增加干燥管，则干燥管中盛放的试剂为__________（写名称）。

(5)利用改进后的装置将3.12gNa2O2完全转化为NaNO2，理论上至少需要木炭__________g

Answer 1

【答案】排尽空气，防止生成的NO被O2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 3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O 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 3MnO4-+5NO+4H+=3Mn2++5NO3-+2H2O NaOH； 碱石灰 0.48g

【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中与水反应是硝酸，硝酸与Cu反应生成NO，C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，故需要需要除去二氧化碳，并干燥NO气体，可以在B、C之间添加成分碱石灰的装置，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，由题目信息，酸性条件下，NO能与MnO4-反应生成NO3-和Mn2+；

（5）根据方程式：C+4HNO3（浓）CO2↑+4NO2↑+2H2O，3NO2+H2O=2HNO3+NO，3Cu+8HNO3=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O，2NO+Na2O2═2NaNO2进行计算，需找B装置中得到NO与C物质的量关系。

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中与水反应是硝酸，硝酸与Cu反应生成NO，C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，故需要需要除去二氧化碳，并干燥NO气体，可以在B、C之间添加成分碱石灰的装置，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，验证NO的还原性．

（1）利用N2排尽空气，防止生成的NO被O2氧化；

（2）二氧化氮在B中与水反应是硝酸，硝酸与Cu反应生成硝酸铜与NO，观察到的现象为：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；发生反应的离子方程式为3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O；

（3）由题目信息，酸性条件下，NO能与MnO4-反应生成NO3-和Mn2+，故装置D的作用是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；反应离子方程式为：3MnO4-+5NO+4H+=3Mn2++5NO3-+2H2O；

（4）二氧化碳、水蒸气与过氧化钠反应的得到碳酸钠、氢氧化钠，可以在B、C之间添加成分碱石灰的装置，吸收除去二氧化碳，并干燥NO气体，故答案为：NaOH；碱石灰；

（5）n（Na2O2）==0.04mol，根据2NO+Na2O2=2NaNO2知，0.04mol过氧化钠反应需要0.08molNO，设参加反应的碳为 nmol，根据C+4HNO3（浓）CO2↑+4NO2↑+2H2O知，生成4nmolNO2，根据3NO2+H2O=2HNO3+NO，可知4nmolNO2与水反应生成4nmol×=nmol硝酸和nmolNO，再根据3Cu+8HNO3=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O可知，硝酸与铜反应生成的NO为nmol×=nmol，所以nmol+nmol=2nmol=0.08mol，可得n=0.04mol，则需要碳的质量=12g/mol×0.04mol=0.48g。