Question

亚硝酸钠（NaN0₂）是一种常见的食品添加剂，使用时必须严格控制其用量．某兴趣小组拟制备NaN0₂并测定产品纯度．
I【查阅资料】
①2NO+Na₂0₂=2NaN0₂；2N0₂+Na₂0₂=2NaN0₃．
②NO能被酸性高锰酸钾氧化成NO₃^-．
③酸性条件下MnO₄^-被还原为Mn²⁺
Ⅱ【制备产品】
用如下装置制NaN0₂（夹持和加热装置已省略）．

（1）装置A烧瓶中发生反应的化学方程式为

 

（2）B装置的作用是

 

（3）有同学认为装置c中产物不仅有亚硝酸钠，还有碳酸钠和氢氧化钠，为排除干扰应在B、C装置间增加装置E，E中盛放的试剂可能是

 

．（填字母编号）
A．浓H₂S0₄   B．碱石灰    c．无水CaCl₂   D?生石灰
Ⅲ【测定浓度】：设计如下方案测定产品的纯度．
样品

一系列

操作

溶液A

①酸性高锰酸钾

溶液B

②(NH4)2Fe(SO4)2

标准溶液滴定

溶液B数据处理
（4）溶液A到溶液B发生反应的离子方程式为

 

．
（5）取样品2.3g经一系列操作后得到湾液A．100mL，准确量取10．OOmL A与24．OOmL  0.05mol/L的酸性KMn0₄溶液在锥形瓶中充分反应．反应后溶液用O．1mol/L（NH₄）2Fe（S0₄）₂．准溶液滴定至紫色刚好褪去；重复上述实验2次，平均消耗（NH₄）₂ Fe（S0₄）₂溶液lO.00mL，则样品中NaN0₂的纯度为

 

．
Ⅳ【探究反思】．
（6）NaN0₂的纯度偏低，该小组讨论提出的原因中可能正确的是

 

．（填字母编号）
A．滴定至溶液紫色刚刚好褪去并且嗽贤．
B．加入A与KMn0₄溶液前锥形瓶未经干燥
C．实验中使用的（NH₄）₂Fe（S0₄）₂溶液暴露在空气中时间过长．

Answer 1

考点：探究物质的组成或测量物质的含量

专题：实验探究和数据处理题

分析：（1）装置A烧瓶中，碳和浓硝酸反应生成二氧化碳、二氧化氮和水，方程式为C+4HNO₃（浓）

△   .

CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O；
（2）B装置中，NO₂与水反应生成NO，同时铜与稀硝酸反应也生成NO；
（3）有同学认为装置c中产物不仅有亚硝酸钠，还有碳酸钠和氢氧化钠，那么NO中混有CO₂、NO₂，可以在B、C之间增加装有碱石灰或生石灰的装置E，以吸收杂质CO₂、NO₂；
（4）根据2NO+Na₂0₂=2NaN0₂，可知溶液A含有NO₂^-，高锰酸钾具有氧化性，能将NO₂^-氧化为NO₃^-，反应的实质是：2MnO₄^-+5NO₂^-+6H⁺=2Mn²⁺+3H₂O+5NO₃^-；
（5）根据5（NH₄）₂ Fe（S0₄）₂～MnO₄^-，消耗n（KMn0₄）=0.1mol/L×0.01L=0.001mol，
根据 2MnO₄^-～5NO₂^-，计算样品中NaN0₂的纯度；
（6）A．滴定至溶液紫色刚刚好褪去，消耗的（NH₄）₂ Fe（S0₄）₂偏小，导致的量结果偏高；
B．加入A与KMn0₄溶液前锥形瓶未经干燥，对测量结果无影响；
C．实验中使用的（NH₄）₂Fe（S0₄）₂溶液暴露在空气中时间过长，部分（NH₄）₂ Fe（S0₄）₂被氧化，消耗的（NH₄）₂ Fe（S0₄）₂偏大，导致的量结果偏低．

解答： 解：（1）装置A烧瓶中，碳和浓硝酸反应生成二氧化碳、二氧化氮和水，方程式为C+4HNO₃（浓）

△   .

CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O；故答案为：C+4HNO₃（浓）

△   .

CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O；
（2）B装置中，NO₂与水反应生成NO，同时铜与稀硝酸反应也生成NO，故答案为：将NO₂转化为NO，同时铜与稀硝酸反应生成NO；
（3）有同学认为装置c中产物不仅有亚硝酸钠，还有碳酸钠和氢氧化钠，那么NO中混有CO₂、NO₂，可以在B、C之间增加装有碱石灰或生石灰的装置E，以吸收杂质CO₂、NO₂，故答案为：BD；
（4）根据2NO+Na₂0₂=2NaN0₂，可知溶液A含有NO₂^-，高锰酸钾具有氧化性，能将NO₂^-氧化为NO₃^-，反应的实质是：2MnO₄^-+5NO₂^-+6H⁺=2Mn²⁺+3H₂O+5NO₃^-，故答案为：2MnO₄^-+5NO₂^-+6H⁺=2Mn²⁺+3H₂O+5NO₃^-；
（5）根据5（NH₄）₂ Fe（S0₄）₂～MnO₄^-，消耗n（KMn0₄）=0.1mol/L×0.01L=0.001mol，
                       2MnO₄^-～5NO₂^-，
                         2      5
0.05mol/L×0.024L-0.001mol      x，
x=0.0005mol，100mL中n（NaN0₂）=0.0005mol×

100mL

10mL

=0.005mol，
则样品中NaN0₂的纯度为

0.005mol×69g/mol

2.3g

×100%=75%，
故答案为：75%；
（6）A．滴定至溶液紫色刚刚好褪去，消耗的（NH₄）₂ Fe（S0₄）₂偏小，导致的量结果偏高，故A错误；
B．加入A与KMn0₄溶液前锥形瓶未经干燥，对测量结果无影响，故B错误；
C．实验中使用的（NH₄）₂Fe（S0₄）₂溶液暴露在空气中时间过长，部分（NH₄）₂ Fe（S0₄）₂被氧化，消耗的（NH₄）₂ Fe（S0₄）₂偏大，导致的量结果偏低，故C正确；
故答案为：C．

点评：本题是一道实验方案的设计和探究题，考查学生分析和解决问题的能力，综合性强，难度大．