Question

3．亞硝酸和亞硝酸鹽在生產、醫(yī)藥等領域有著廣泛應用．
（1）某校化學興趣小組利用下圖所示儀器（夾持裝置已省略）及藥品，探究硫酸與亞硝酸鈉反應生成氣體的成分．已知NO₂和NO液化溫度分別為21℃和-152℃．

①反應前通入氮氣的目的是排盡裝置內的空氣，防止可能產生的NO被氧化成NO₂，造成對A中反應產物檢驗的干擾；儀器的連接順序（按左→右連接）為A→C→E→D→B；
②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．確認A中產生的氣體含有NO，依據的現象是裝置D中通入氧氣后會出現紅棕色氣體；
③裝置A中反應的化學方程式為2NaNO₂+H₂SO₄=Na₂SO₄+NO↑+NO₂↑+H₂O；
④如果沒有裝置C，對實驗結論造成的影響是水蒸氣會與NO₂反應產生NO，造成對NO的來源認識不清．
（2）將AgNO₂和AgCl的飽和溶液等體積混合后，加入足量的硝酸銀溶液，生成的沉淀n（AgNO₂）大于n（AgCl）  （填“大于”“小于”或“等于”）．【該溫度下，K_sp（AgNO₂）=2×10^-8；K_sp（AgCl）=1.8×10^-10】
（3）設計實驗證明HNO₂是弱酸測NaNO₂溶液的pH，或測0.1mol/LHNO₂溶液的pH等．

Answer 1

分析 （1）①硫酸與亞硝酸鈉反應生成氣體的成分為NO、NO₂，其中NO與空氣中的氧氣被氧化成NO₂，所以實驗開始前要將裝置中的空氣排盡，根據各部分裝置的作用可知，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D檢驗NO；
②無色的NO與氧氣反應生成紅棕色的二氧化氮，據此可判斷NO的產生；
③裝置A中為硫酸與亞硝酸鈉反應生成硫酸鈉、NO、NO₂和水；
④C裝置主要作用是干燥混合氣體，如果有水，二氧化氮與水反應生成一氧化氮，據此答題；
（2）向兩飽和溶液中，加入AgNO₃，AgCl與AgNO₂的溶解平衡向左移動，但是飽和溶液中AgNO₂的溶解度更小，所以溶液中AgCl沉淀較多；
（3）證明HNO₂是弱酸根據弱酸根水解呈堿性或根據弱酸不完全電離測定弱酸溶液的pH值等．

解答 解：（1）①硫酸與亞硝酸鈉反應生成氣體的成分為NO、NO₂，其中NO與空氣中的氧氣被氧化成NO₂，所以實驗開始前要將裝置中的空氣排盡，反應前通入氮氣的目的是排盡裝置內的空氣，防止可能產生的NO被氧化成NO₂，造成對A中反應產物檢驗的干擾，根據各部分裝置的作用可知，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D檢驗NO，所以儀器的連接順序為A→C→E→D→B，
故答案為：排盡裝置內的空氣，防止可能產生的NO被氧化成NO₂，造成對A中反應產物檢驗的干擾；C；E；D；
②無色的NO與氧氣反應生成紅棕色的二氧化氮，所以確認A中產生的氣體含有NO，依據的現象是裝置D中通入氧氣后會出現紅棕色氣體，
故答案為：裝置D中通入氧氣后會出現紅棕色氣體；
③裝置A中為硫酸與亞硝酸鈉反應生成硫酸鈉、NO、NO₂和水，反應方程式為2NaNO₂+H₂SO₄=Na₂SO₄+NO↑+NO₂↑+H₂O，
故答案為：2NaNO₂+H₂SO₄=Na₂SO₄+NO↑+NO₂↑+H₂O；
④C裝置主要作用是干燥混合氣體，如果有水，二氧化氮與水反應生成一氧化氮，所以如果沒有裝置C，水蒸氣會與NO₂反應產生NO，造成對NO的來源認識不清，
故答案為：水蒸氣會與NO₂反應產生NO，造成對NO的來源認識不清；
（2）在AgCl和AgNO₂兩飽和溶液中，前者c（Ag⁺）大于后者c（Ag⁺），c（Cl^-）＞c（NO₂^-），當將AgCl、AgBr兩飽和溶液混合時，發(fā)生沉淀的轉化，生成更多的C沉淀，與此同時，溶液中n（Cl^-）比原來AgCl飽和溶液中大，當加入足量的濃AgNO₃溶液時，AgNO₂沉淀有所增多，但AgCl沉淀增加更多，
故答案為：大于；
（3）證明HNO₂是弱酸的方法有測NaNO₂溶液的pH，或測0.1mol/L  HNO₂溶液的pH等，
故答案為：測NaNO₂溶液的pH，或測0.1mol/L  HNO₂溶液的pH等．

點評 本題考查了實驗方案設計、物質的檢驗、難溶電解質的溶解平衡，為高頻考點，側重于學生的分析能力的考查，題目難度中等，解答本題時注意AgNO₂的溶解度比AgCl大，加入硝酸銀，抑制溶解平衡向右移動，生成沉淀更多，題目難度中等．