Question

【題目】某課外興趣小組通過如圖所示的流程來制取少量亞硝酸鈉晶體（NaNO2），并對其進行純度測定和相關性質的實驗。

已知：Ⅰ．Na2CO3 ＋ NO ＋ NO2 = 2NaNO2 ＋ CO2；

Na2CO3 ＋ 2NO2 = NaNO2 ＋ NaNO3 ＋ CO2

Ⅱ．NaNO2是白色固體，易被氧化。

（1）“還原”步驟中被還原的元素是________。此時SO2從底部通入，硝酸從頂部以霧狀噴下，其目的是______。

（2）若使“吸收”步驟中NOX完全轉化為NaNO2，則理論上“還原”步驟中SO2與HNO3的物質的量之比為_____。

（3）該課外興趣小組對實驗制取的NaNO2晶體進行純度測定：

a．稱取2.000 g樣品，將其配成250 mL溶液。

b．先向錐形瓶內加入40.00 mL 0.100 mol·L-1的H2SO4溶液，加熱至40～50℃。冷卻后再向其中加入20.00 mL 0. 100 mol·L-1 KMnO4溶液，充分混合。

c．最后用待測的樣品溶液與之恰好完全反應，重復三次，平均消耗樣品溶液50.00 mL。（NaNO2與KMnO4反應的關系式為：2KMnO4~5NaNO2）

①整個測定過程中應迅速操作，不宜耗時過長，否則樣品的純度____（“偏大”、“偏小”或“無影響”），原因是_______。

②通過計算，該樣品中NaNO2的質量分數是_____，可能含有的雜質有________（寫出其中兩種）。

（4）該課外興趣小組將NaNO2溶液逐滴加入到含淀粉KI的酸性溶液中，溶液變藍，同時放出NO氣體，該反應的離子方程式是____。

Answer 1

【答案】N（氮） 氣液逆向吸收，使硝酸與SO2充分反應 1∶1 偏小 NaNO2被空氣中的氧氣氧化 86.25% Na2CO3、NaHCO3、NaNO3（寫出兩種即可） 2NO2－ + 4H+ + 2I－ = 2NO↑ + I2 + 2H2O

【解析】

硝酸中通入二氧化硫發生氧化還原反應，冷卻后生成的氣體用碳酸鈉溶液吸收生成亞硝酸鈉和二氧化碳，蒸發結晶得到亞硝酸鈉晶體，

硝酸溶液中通入二氧化硫被還原，SO2從底部通入，硝酸從頂部以霧狀噴下增大硝酸和二氧化硫接觸面積使之充分反應；

若使“吸收”步驟中NOx完全轉化為NaNO2，發生反應Na2CO3＋NO＋NO2 = 2NaNO2 ＋ CO2，二氧化硫和硝酸反應生成NO和NO2物質的量之比為1：1，結合電子守恒計算得到SO2與HNO3的物質的量之比；

①亞硝酸鈉已被空氣中氧氣氧化，導致測定產生誤差；

②NaNO2與KMnO4反應的關系式為：2KMnO4~5NaNO2，計算亞硝酸鈉物質的量，計算含量，注意溶液體積的變化，乙酸鈉吸收二氧化氮、一氧化氮，可能含雜質是被氧化生成的硝酸鈉、剩余的碳酸鈉或反應生成的碳酸氫鈉；

將NaNO2溶液逐滴加入到含淀粉KI的酸性溶液中，溶液變藍，同時放出NO氣體，說明亞硝酸根離子氧化碘離子生成碘單質，以此分析解答。

硝酸溶液中通入二氧化硫被還原，“還原”步驟中被還原的元素是N元素，SO2從底部通入，硝酸從頂部以霧狀噴下增大硝酸和二氧化硫接觸面積使之充分反應，氣液逆向吸收，使硝酸與SO2充分反應，

故答案為：N；氣液逆向吸收，使硝酸與SO2充分反應；

若使“吸收”步驟中NOx完全轉化為NaNO2，發生反應Na2CO3＋NO＋NO2 = 2NaNO2 ＋ CO2，二氧化硫和硝酸反應生成NO和NO2物質的量之比為1：1，，，1molHNO3反應生成0.5molNO和0.5molNO2，電子轉移總數（1××3e-+1××e-）=2e-，SO2~H2SO4~2e-，結合電子守恒計算得到SO2與HNO3的物質的量之比=1:1，

故答案為：1：1；

①整個測定過程中應迅速操作，不宜耗時過長，若時間過長NaNO2被空氣中的氧氣氧化，則樣品的純度測定偏小，

故答案為：偏小；NaNO2被空氣中的氧氣氧化；

②，

2 5
0.020L×0.1mol/L n

n=0.005mol，

250mL溶液中含亞硝酸鈉物質的量=0.005mol×=0.25mol，

該樣品中NaNO2的質量分數，

亞硝酸鈉制備過程分析可知：可能含雜質是被氧化生成的硝酸鈉、剩余的碳酸鈉或反應生成的碳酸氫鈉，化學式為：Na2CO3、NaHCO3、NaNO3，

故答案為：86.25%；Na2CO3、NaHCO3、NaNO3；

將溶液逐滴加入到含淀粉KI的酸性溶液中，溶液變藍，同時放出NO氣體，說明亞硝酸根離子氧化碘離子生成碘單質，反應的離子方程式為：2NO2－+ 4H+ + 2I－= 2NO↑ + I2 + 2H2O，

故答案為：2NO2－+ 4H+ + 2I－= 2NO↑ + I2 + 2H2O。