Question

(20分)亚硝酸钠是一种工业盐，用途广泛，外观与食盐非常相似，但毒性较强，食品添加亚硝酸钠必须严格控制用量。某化学兴趣小组对食盐与亚硝酸钠进行了如下探究：

(一)鉴别NaCl和NaNO₂

（1）测算溶液pH

常温下，用pH试纸分别测定0.1 mol·L^-1两种盐溶液的pH，测得NaNO₂溶液呈碱性。

NaNO₂溶液呈碱性的原因是________________(用离子方程式解释)。

NaNO₂溶液中HNO₂的准确浓度为________mol·L^-1(测得NaNO₂溶液pH=b，用含b的代数式表示)。

（2）沉淀法

取2 mL 0.1mol·L^-1两种盐溶液于试管中，分别滴加几滴稀硝酸银溶液，两只试管均产生白色沉淀，分别滴加几滴稀硝酸并振荡，盛NaNO₂溶液的试管中沉淀溶解。

该温度下K_sp(AgNO₂)=1.8×10^-8(mol²/L²)；K_sp(AgCl)=1.8×10^-10(mol·L^-1)²

则反应AgNO₂(s)+Cl^-(aq)AgCl(s)+NO₂^-(aq)的化学平衡常数K=________。

（3）氧化法

取2 mL 0.1mol·L^-1两种盐溶液于试管中，分别滴加几滴酸性KMnO₄溶液，使酸性KMnO₄溶液褪色的是NaNO₂溶液。该反应的离子方程式为______________________________。

(二)NaNO₂性质探究

该兴趣小组同学用下图装置探究亚硝酸钠与硫酸反应及气体产物成分。

已知：气体的液化温度：NO₂21℃、NO–152℃

（1）为了检验装置A中生成的气体产物，仪器的连接顺序为(从左向右连接)：A→_______→_________→_________→_________；组装好仪器后，接下来须进行的操作是_________________。

（2）反应前应打开弹簧夹，先通入一段时间氮气，排除装置中的空气。

（3）关闭弹簧夹，打开分液漏斗活塞，滴入70％硫酸溶液后，A中产生红棕色气体。

①如何验证A中产生的气体中含有NO_________。(写出实验操作、现象和结论)

②装置E的作用是_____________________________。

③A装置中发生反应的化学方程式为_________________________________________。

Answer

（一）（1）NO2-+H2OHNO3+OH-(2分)，10b-14～10-b（2分）；（2）100（2分）；

（3）5NO2-+2MnO4-+6H+=5NO3-+2Mn2++3H2O（2分）；

（二）（1）D、E、C、B（3分）；检验装置的气密性（2分）；（3）①打开C中的止水夹，向C中通入空气，若出现红棕色气体，证明A中产生气体含有NO；②冷凝，使NO2液化（2分）；

③2NaNO2+H2SO4=Na2SO4+NO↑+NO2↑+H2O(2分)。

【解析】

试题分析：（一）（1）NaNO2是强碱弱酸盐，NO2-发生水解反应，消耗水电离产生的H+，促进了水的电离平衡向电离的方向移动。当最终达到平衡时：c(OH-)>c(H+)，所以溶液显碱性，用离子方程式表示为：NO2-+H2OHNO3+OH-。测得NaNO2溶液pH=b，c(H+)=10-bmol/L，根据水的离子积常数可得：c(OH-)=Kw÷c(H+)=10-14÷10-b=10b-14mol/L，根据水解平衡可知：c(HNO2)= c(OH-)=10b-14mol/L。该溶液显碱性，c(OH-)>c(H+)，所以NaNO2溶液中HNO2的准确浓度为10b-14～10-b mol·L-1。（2） 反应AgNO2(s)+Cl-(aq)AgCl(s)+NO2-(aq)的化学平衡常数K=。（3） 酸性KMnO4溶液有强的氧化性，NaNO2有还原性，二者发生氧化还原反应，根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒，可得反应的方程式为：5NO2-+2MnO4-+6H+=5NO3-+2Mn2++3H2O。（1）为了检验装置A中生成的气体产物，仪器的连接顺序为在仪器A中制取气体，在D中用浓硫酸干燥气体；用E装置检验是否产生NO2气体，用C装置检验是否产生NO气体，为了防止污染大气，用NaOH溶液进行尾气处理。故装置的连接顺序是A、D、E、C、B。凡是有气体参加的反应或制取气体的装置，所以组装好仪器后，接下来须进行的操作是检验装置的气密性。（3） ①验证A中产生的气体中含有NO的方法是利用NO与氧气反应产生红棕色的NO2，操作是打开C中的止水夹，向C中通入空气，若出现红棕色气体，证明A中产生气体含有NO；②装置E的作用是冷凝，使NO2液化，便于检验NO气体。③在A装置中浓硫酸与NaNO2发生氧化还原反应，产生NO、NO2，根据电子守恒及原子守恒可得发生反应的化学方程式为2NaNO2+H2SO4=Na2SO4+NO↑+NO2↑+H2O。

考点：考查盐的水解、溶液浓度的计算、化学方程式和离子方程式的书写、沉淀溶解平衡常数的应用、装置的连接顺序及物质的作用的判断的知识。