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【题目】实验小组制备NaNO2,并探究其性质。

I.制备NaNO2

(1)A中发生反应的化学方程式是__________

(2)B中选用漏斗替代长直导管的优点是________

(3)为检验B中制得NaNO2,甲进行以下实验:

序号

试管

操作

现象

2 mLB中溶液

2 mL 0.1 mol/LKI溶液,滴加几滴淀粉溶液

不变蓝

2 mLB中溶液

滴加几滴H2SO4pH=5,加2 mL 0.1 mol/LKI溶液,滴加几滴淀粉溶液

变蓝

2 mLH2O

滴加几滴H2SO4pH=5,加2 mL 0.1 mol/LKI溶液,滴加几滴淀粉溶液

不变蓝

实验③的目的是________

(4)乙认为上述3组实验无法证明B中一定含NaNO2,还需补充实验,理由是_________

II.探究NaNO2的性质

装置

操作

现象

10 mL1 mol/LNaNO2溶液于试剂瓶中,加入几滴H2SO4酸化,再加入10 mL1 mol/LFeSO4溶液,迅速塞上橡胶塞,缓缓通入足量O2

i.溶液迅速变为棕色;

ii.溶液逐渐变浅,有无色气泡产生,溶液上方为浅红棕色。

iii.最终形成棕褐色溶液。

资料:i.[Fe(NO)]2+在溶液中呈棕色。

ii.HNO2在溶液中不稳定,易分解产生NONO2气体。

(5)溶液迅速变为棕色的原因是_________

(6)已知棕色溶液变浅是由于生成了Fe3+,反应的离子方程式是_________

(7)最终棕褐色溶液的成分是Fe(OH)x(SO4)y,测得装置中混合溶液体积为20 mL,设计如下实验测定其组成。

资料:充分反应后,Fe2+全部转化为Fe(OH)x(SO4)y

Fe(OH)x(SO4)yx=_______(用含V1V2的代数式表示)

【答案】3Cu+8HNO3()=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 防止倒吸(或增大反应物的接触面积) 证明当溶液中c(I-)c(H+)相同时,空气中O2不会氧化I- NO2可能与H2ONaOH反应生成NaNO3,酸性条件下NO3-可能也会氧化I- 酸性条件下,NO2-+H+HNO2HNO2分解产生NO与溶液中Fe2+结合形成[Fe(NO)]2+,因此溶液呈棕色 4[Fe(NO)]2++O2+4H+=4Fe3++4NO+2H2O

【解析】

I.Cu与稀硝酸反应产生Cu(NO3)2NOH2ONOO2反应产生NO2NONO2被水吸收得到NaNO2和水,为防止倒吸现象,在导气管末端安装了一个倒扣的漏斗,NaNO2在酸性条件下可以将KI氧化为I2而使淀粉溶液变为蓝色,据此检验NaNO2的存在,若气体中NO2过量,与碱反应产生NaNO3,在酸性条件下NO3-也可以氧化I-I2而会产生干扰;

II.(5)根据[Fe(NO)]2+在溶液中呈棕色分析溶液颜色变化;

(6) [Fe(NO)]2+具有还原性,会被氧气氧化产生Fe3+使溶液颜色变浅;

(7)根据Fe(OH)x(SO4)yH+反应的物质的量的比是1x计算。

(1)ACu与稀硝酸反应产生Cu(NO3)2NOH2O,根据电子守恒、原子守恒,可得发生反应的化学方程式是3Cu+8HNO3()=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O

(2)B中选用漏斗替代长直导管的优点是:扩大了气体与NaOH的接触面积,是反应快速发生,同时又可防止由于气体溶解而产生的倒吸现象的发生;

(3)实验③和实验②比较,溶液中c(I-)c(H+)相同时,前者溶液变为蓝色,后者不变蓝色,证明空气中O2不会氧化I-的目的;

(4)在装置A中反应产生NO,有一部分NO与通入的O2反应产生NO2,若通入NaOH溶液中NONO2的物质的量相等,就会发生反应:NO+NO2+2NaOH=NaNO2+H2O,若NO2的物质的量比NO,还会发生反应:2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O,这样得到的溶液中含有NaNO3,酸性条件下NO3-可能也会氧化I-产生I2而产生干扰,因此需要补做实验;

(5)NaNO2与稀硫酸反应产生HNO2,离子方程式为:NO2-+H+HNO2HNO2不稳定,分解产生NONOFeSO4溶液中的Fe2+结合形成[Fe(NO)]2+,使溶液呈棕色;

(6)[Fe(NO)]2+具有还原性,会被溶解在酸性溶液中O2氧化产生Fe3+,同时得到NO,导致溶液逐渐变浅,有无色气泡产生,在溶液上方变为浅红棕色气体;

(7)根据反应H++OH-=H2O可知Fe(OH)x(SO4)yH+反应的物质的量的比是1x10 mL1 mol/LFeSO4溶液中含有Fe2+的物质的量是n(Fe2+)=c·V=1 mol/L×0.01 L=0.01 mol,最后Fe2+全部转化为Fe(OH)x(SO4)y,溶液体积为20 mL则在3 mL溶液中含有Fe(OH)x(SO4)y的物质的量n[Fe(OH)x(SO4)y]=×0.01 mol=1.5×10-3 mol,其反应消耗H+的物质的量为1.5x×10-3 mol=0.1 mol/L×(V1-V2) ×10-3 L=(V1-V2) ×10-4 mol,解得x=

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NO2NO2NaOH===2NaNO2H2O

2NO22NaOH===NaNO2NaNO3H2O

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