Question

11．亞硝酸鈉可大量用于燃料和有機(jī)合成工業(yè)，請回答下列問題：
（1）實(shí)驗(yàn)室模擬用如圖所示裝置通過如下過程制備亞硝酸鈉：

已知：
（I）氧化過程中，控制反應(yīng)液的溫度在35～60℃條件下發(fā)生的主要反應(yīng)：
C₆H₁₂O₆+12HNO₃═3H₂C₂O₄-COOH+9NO₂↑+3NO↑+9H₂O
（II）如圖2氫氧化鈉溶液吸收NO、NO₂發(fā)生如下反應(yīng)：
NO+NO₂+2NaOH═2NaNO₂+H₂O，2NO₂+2NaOH?NaNO₃+NaNO₂+H₂O
①A中反應(yīng)溫度不宜高于60℃，原因是避免硝酸分解，降低原料利用率
②氫氧化鈉溶液吸收后的溶液中除OH^-，NO₂與另一種陰離子的物質(zhì)的量之比為3：1．
③B裝置用于制備NaNO₂，盛裝的試劑除NaOH外，還可以是B．
A．NaCl（aq）            B．Na₂CO₃（aq）          C．NaNO₃（aq）
（3）測定產(chǎn)品純度：
I．準(zhǔn)確稱量ag產(chǎn)品配成100mL溶液；
II．從步驟I配制的溶液中移取20.00mL加入錐形瓶中；
III．用c mol/L酸性KMnO₄溶液滴定至終點(diǎn)；
IV．重復(fù)以上操作3次，消耗KMnO₄酸性溶液的平均體積為V mL．
①錐形瓶中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為5NO₂^-+2MnO₄-+6H⁺=5NO₃^-+2Mn²⁺+3H₂O
②產(chǎn)品中NaNO₂的純度為$\frac{2.5cV×1{0}^{-3}mol×\frac{100mL}{20mL}×69g/mol}{ag}×100%$ （寫出計(jì)算表達(dá)式）．

Answer 1

分析 （1）木屑的主要成分是纖維素[（C₆H₁₀O₅）_n]，酸溶后得葡萄糖溶液，用葡萄糖還原硝酸得NO和NO₂，用NaOH吸收NO和NO₂，得到NaNO₂；HNO₃不穩(wěn)定，溫度過高發(fā)生分解，所以反應(yīng)溫度不宜高于60℃，NaOH溶液呈堿性，可以用碳酸鈉溶液代替，據(jù)此答題；
（2）測定產(chǎn)品純度，利用KMnO₄氧化NO₂^-進(jìn)行滴定計(jì)算NaNO₂的含量，反應(yīng)過程中高錳酸鉀溶液的紫色會褪色，當(dāng)達(dá)到滴定終點(diǎn)時，高錳酸鉀溶液的紫色就不會褪色，根據(jù)電子得失守恒可得關(guān)系式2KMnO₄～5NaNO₂，根據(jù)KMnO₄的物質(zhì)的量，可求得NaNO₂的質(zhì)量，進(jìn)而確定產(chǎn)品中NaNO₂的純度，據(jù)此答題．

解答 解：（1）①根據(jù)分析可知，A中有硝酸參加反應(yīng)，硝酸受熱易分解，降低了原料利用率，所以反應(yīng)溫度不宜高于60℃；
故答案為：避免硝酸分解，降低原料利用率；
不經(jīng)過任何處理，按此過程進(jìn)行，氫氧化鈉溶液吸收后的溶液中除OH^-外還有兩種陰離子，其中一種是NO₂^-，另一種為NO₃^-，根據(jù)反應(yīng)C₆H₁₂O₆+12HNO₃═3HOOC-COOH+9NO₂↑+3NO↑+9H₂O可知，得到的NO和NO₂的體積比為1：3，根據(jù)反應(yīng)NO+NO₂+2NaOH═2NaNO₂+H₂O，2NO₂+2NaOH═NaNO₃+NaNO₂+H₂O可得反應(yīng)NO+3NO₂+4NaOH═3NaNO₂+NaNO₃+2H₂O，所以溶液中NO₂^-與NO₃^-的物質(zhì)的量之比為3：1；
故答案為：3：1；
③NaOH溶液呈堿性，可以用碳酸鈉溶液代替；
故答案為：B；
（2）①錐形瓶中發(fā)生反應(yīng)為高錳酸鉀氧化亞硝酸鈉，反應(yīng)的離子方程式為5NO₂^-+2MnO₄-+6H⁺=5NO₃^-+2Mn²⁺+3H₂O；
故答案為：5NO₂^-+2MnO₄-+6H⁺=5NO₃^-+2Mn²⁺+3H₂O；
②KMnO₄的物質(zhì)的量為cV×10^-3 mol，根據(jù)反應(yīng)5NO₂^-+2MnO₄-+6H⁺=5NO₃^-+2Mn²⁺+3H₂O可知，NaNO₂的物質(zhì)的量為2.5cV×10^-3 mol，所以產(chǎn)品中NaNO₂的純度為：$\frac{2.5cV×1{0}^{-3}mol×\frac{100mL}{20mL}×69g/mol}{ag}×100%$；
故答案為：$\frac{2.5cV×1{0}^{-3}mol×\frac{100mL}{20mL}×69g/mol}{ag}×100%$．

點(diǎn)評 本題考查物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)與探究，為高頻考點(diǎn)，把握制備原理、實(shí)驗(yàn)技能為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾椋�題目難度中等．