Question

【題目】亞硝酸鈉是一種工業鹽，用途廣泛；外觀與食鹽非常相似，但毒性較強，食品添加亞硝酸鈉必須嚴格控制用量。某化學興趣小組對食鹽與亞硝酸鈉進行了如下探究：

㈠鑒別NaCl和NaNO2

（1）測定溶液PH

用PH試紙分別測定0.1mol·L－1兩種鹽溶液的PH，測得NaNO2溶液呈堿性。NaNO2溶液呈堿性的原因是 ________________________（用離子方程式解釋）。NaNO2溶液中c(HNO2)=_____________(用溶液中其它離子的濃度關系式表示)

（2）沉淀法

取2mL0.1 mol·L－1兩種鹽溶液于試管中，分別滴加幾滴稀硝酸銀溶液。兩只試管均產生白色沉淀。分別滴加幾滴稀硝酸并振蕩，盛NaNO2溶液的試管中沉淀溶解。

該溫度下Ksp（AgNO2）＝2×10－8(mol·L－1)2; Ksp(AgCl)＝1.8×10－10(mol·L－1)2

則反應AgNO2(s) +Cl－(aq)AgCl(s)+ NO2－(aq)的化學平衡常數K=__________

（3）氧化法

取2mL0.1 mol·L－1兩種鹽溶液于試管中，分別滴加幾滴酸性KMnO4溶液。使酸性KMnO4溶液褪色的是NaNO2溶液。該反應的離子方程式為____________。

㈡NaNO2性質探究

該興趣小組同學用下圖裝置探究亞硝酸鈉與硫酸反應及氣體產物成分。

已知： 氣體液化的溫度：NO221℃ 、 NO –152℃

（1）為了檢驗裝置A中生成的氣體產物，儀器的連接順序為（從左向右連接）：A→______→ ______→_______→_______；組裝好儀器后，接下來進行的操作是________________。

（2）反應前應打開彈簧夾，先通入一段時間氮氣，排除裝置中的空氣。

（3）在關閉彈簧夾，打開分液漏斗活塞，滴入70%硫酸后，A中產生紅棕色氣體。

①如何確認A中產生氣體是否含有NO _________。（寫出實驗操作、現象和結論）

②裝置E的作用是_______________________。

③若向D中通入過量O2,則裝置B中發生反應的化學方程式為____________。

Answer 1

【答案】NO2－+H2OHNO2+OH－ c(OH－)－c(H+) 111.1 5NO2－+ 2MnO4－+ 6H+ ＝ 5NO3－+ 2Mn2+ + 3H2O D E C B 檢驗裝置的氣密性 打開活塞，向D中通入O2，若出現紅棕色氣體，證明A中產生氣體含有NO ；若無紅棕色氣體出現，則不含NO 冷凝，使NO2完全液化 4NO2+O2+4NaOH=4NaNO3+2H2O

【解析】

（一）（1）NaNO2溶液顯示堿性，NaNO2說明為強堿弱酸鹽，亞硝酸根離子水解導致溶液顯示堿性；根據亞硝酸鈉溶液中的質子守恒分析；

（2）寫出該反應的平衡常數表達式，然后根據Ksp（AgNO2）、Ksp（AgCl）進行計算；

（3）酸性高錳酸鉀具有強氧化性，將亞硝酸根離子氧化成硝酸根離子；

（二）（1）根據各部分裝置的作用進行連接；

（3）①根據一氧化氮和氧氣反應生成紅棕色二氧化氮氣體判斷；

②溫度低于二氧化氮液化溫度時，二氧化氮變成液態；

③氧氣過量，進入B中可理解為先生成硝酸，硝酸再與氫氧化鈉反應生成硝酸鈉和水。

（一）（1）由于NaNO2溶液顯示堿性，說明NaNO2為強堿弱酸鹽，NO2-在溶液中存在水解平衡，NO2－+H2OHNO2+OH－；根據亞硝酸鈉溶液中的質子守恒可得：c（OH-）=c（HNO2）+c（H+），則c（HNO2）=c（OH-）-c（H+）。

（2）反應AgNO2（s）+Cl-（aq）═AgCl（s）+NO2-（aq）的化學平衡常數K=，根據Ksp（AgCl）=c（Cl-）×c（Ag+）、Ksp（AgNO2）=c（NO2-）×c（Ag+）可知，K= = ==111.1；

（3）酸性高錳酸鉀具有強氧化性，能夠將亞硝酸鈉氧化成硝酸鈉，根據得失電子守恒和原子守恒配平，反應的離子方程式為5NO2－+ 2MnO4－+ 6H+ ＝ 5NO3－+ 2Mn2+ + 3H2O；

（二）（1）C吸收水蒸氣，B尾氣處理，防止污染空氣，D檢驗NO，E冷卻二氧化氮，利用檢驗NO，所以裝置的連接為：A→D→E→C→B；組裝好儀器后，接下來進行的操作實驗是檢查裝置氣密性。

（3）①確認A中產生氣體是否含有NO的方法為：打開活塞，向D中通入O2，若出現紅棕色氣體，證明A中產生氣體含有NO；若無紅棕色氣體出現，則不含NO。

②二氧化氮的液化溫度是21℃，低于此溫度時，二氧化氮氣體變成液態，所以裝置E的作用是冷凝使NO2完全液化。

③如果向D中通入過量O2，則裝置B中二氧化氮、氧氣和氫氧化鈉反應生成硝酸鈉和水，其反應方程式為：4NO2+O2+4NaOH=4NaNO3+2H2O。