Question

4．亞硝酸鈉是一種工業(yè)鹽，用途廣泛；外觀與食鹽非常相似，但毒性較強(qiáng)．某化學(xué)興趣小組對(duì)食鹽與亞硝酸鈉進(jìn)行了如下探究：
㈠鑒別NaCl和NaNO₂
1測(cè)定溶液pH
用pH試紙分別測(cè)定0.1mol/L兩種鹽溶液的pH，測(cè)得NaNO₂溶液呈堿性．NaNO₂溶液呈堿性的原因是NO₂^-+H₂O=HNO₂+OH^-（用離子方程式解釋）．NaNO₂溶液中c（HNO₂）=c（OH^-）-c（H⁺）或c（Na⁺）-c（NO₂^-）（用溶液中其它離子的濃度關(guān)系式表示）．
2沉淀法
取2mL0.1mol/L兩種鹽溶液于試管中，分別滴加幾滴稀硝酸銀溶液．兩支試管均產(chǎn)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K_sp（AgNO₂）=2×10^-8； K_sp（AgCl）=1.8×10^-10
則反應(yīng)AgNO₂（s）+Cl^-（aq）═AgCl（s）+NO₂^-（aq）的化學(xué)平衡常數(shù)K=$\frac{100}{9}$（計(jì)算結(jié)果保留兩位小數(shù)）．
㈡NaNO₂性質(zhì)探究
該興趣小組同學(xué)用如圖裝置探究亞硝酸鈉與硫酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體產(chǎn)物成分．

已知：①2NaNO₂+H₂SO₄═Na₂SO₄+NO↑+NO₂↑+H₂O
②氣體液化的溫度：NO₂：21℃（液化為暗褐色液體）、NO：-152℃
（1）為了檢驗(yàn)裝置A中生成的氣體產(chǎn)物中的氮氧化物，儀器的連接順序?yàn)椋◤淖笙蛴疫B接）：A→D→E→C→B．
（2）反應(yīng)前應(yīng)打開彈簧夾，先通入一段時(shí)間氮?dú)猓�通氮�(dú)獾哪康氖桥懦�裝置中的空氣，防止一氧化氮被氧化．（3）再關(guān)閉彈簧夾，打開分液漏斗活塞，滴入70%硫酸后，A中產(chǎn)生紅棕色氣體．
①如何確認(rèn)A中產(chǎn)生氣體是否含有NO打開活塞，向D中通入O₂，若出現(xiàn)紅棕色氣體，證明A中產(chǎn)生氣體含有NO；若無(wú)紅棕色氣體出現(xiàn)，則不含NO．（寫出實(shí)驗(yàn)操作、現(xiàn)象和結(jié)論）
②裝置E的作用是冷凝，使NO₂完全液化．
③若向C中通入過量O₂，則裝置B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為4NO₂+O₂+4NaOH=4NaNO₃+2H₂O．

Answer 1

分析 （一）（1）NaNO₂溶液顯示堿性，NaNO₂說明為強(qiáng)堿弱酸鹽，亞硝酸根離子水解導(dǎo)致溶液顯示堿性；根據(jù)亞硝酸鈉溶液中的質(zhì)子守恒或物料守恒分析；
（2）寫出該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式，然后根據(jù)K_sp（AgNO₂）、K_sp（AgCl）進(jìn)行計(jì)算；
（二）（1）根據(jù)各部分裝置的作用進(jìn)行連接；
（2）根據(jù)裝置中含有空氣，NO易與空氣中氧氣反應(yīng)分析；
（3）①根據(jù)一氧化氮和氧氣反應(yīng)生成紅棕色二氧化氮?dú)怏w判斷；
②溫度低于二氧化氮液化溫度時(shí)，二氧化氮變成液態(tài)；
③氧氣過量，進(jìn)入B中可理解為先生成硝酸，硝酸再與氫氧化鈉反應(yīng)生成硝酸鈉和水．

解答 解：（一）（1）由于亞硝酸鈉溶液中存在水解平衡：NO₂^-+H₂O=HNO₂+OH^-，所以亞硝酸鈉溶液顯示堿性；根據(jù)亞硝酸鈉溶液中的質(zhì)子守恒可得：c（OH^-）=c（HNO₂）+c（H⁺），則c（HNO₂）=c（OH^-）-c（H⁺），根據(jù)物料守恒可得：c（HNO₂）=c（Na⁺）-c（NO₂^-），
故答案為：NO₂^-+H₂O=HNO₂+OH^-；c（OH^-）-c（H⁺）或c（Na⁺）-c（NO₂^-）；
（2）反應(yīng)AgNO₂（s）+Cl^-（aq）═AgCl（s）+NO₂^-（aq）的化學(xué)平衡常數(shù)K=$\frac{c（N{{O}_{2}}^{-}）}{c（C{l}^{-}）}$，根據(jù)K_sp（AgCl）=c（Cl^-）•c（Ag⁺）、K_sp（AgNO₂）=c（NO₂^-）•c（Ag⁺）可知，K=$\frac{c（N{{O}_{2}}^{-}）}{c（C{l}^{-}）}$=$\frac{{K}_{sp}（AgN{O}_{2}）}{{K}_{sp}（AgCl）}$=$\frac{2×1{0}^{-8}}{1.8×1{0}^{-10}}$=$\frac{100}{9}$，
故答案為：$\frac{100}{9}$；
（二）（1）C吸收水蒸氣，B尾氣處理，防止污染空氣，D檢驗(yàn)NO，E冷卻二氧化氮，利用檢驗(yàn)NO，所以裝置的連接為：A→D→E→C→B，
故答案為：D；E；C；B；
（2）反應(yīng)前應(yīng)打開彈簧夾，先通入一段時(shí)間氮?dú)猓�排除裝置中的空氣，防止一氧化氮被氧，
故答案為：防止一氧化氮被氧；
（3）①確認(rèn)A中產(chǎn)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(xiàn)紅棕色氣體，證明A中產(chǎn)生氣體含有NO；若無(wú)紅棕色氣體出現(xiàn)，則不含NO，
故答案為：打開活塞，向D中通入O₂，若出現(xiàn)紅棕色氣體，證明A中產(chǎn)生氣體含有NO；若無(wú)紅棕色氣體出現(xiàn)，則不含NO；
②二氧化氮的液化溫度是21℃，低于此溫度時(shí)，二氧化氮?dú)怏w變成液態(tài)，所以裝置E的作用是冷凝使NO₂完全液化，
故答案為：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(yīng)生成硝酸鈉和水，其反應(yīng)方程式為：4NO₂+O₂+4NaOH=4NaNO₃+2H₂O，
故答案為：4NO₂+O₂+4NaOH=4NaNO₃+2H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題考查性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)，題目難度中等，明確物質(zhì)的性質(zhì)和實(shí)驗(yàn)原理為解關(guān)鍵，注意實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要遵循嚴(yán)密性、可行性、科學(xué)性的原則，試題知識(shí)點(diǎn)較多、綜合性較強(qiáng)，充分考查了學(xué)生的分析、理解能力及靈活應(yīng)用能力．