Question

亚硝酸钠（NaNO₂）被称为工业盐，在漂白、电镀等方面应用广泛。以木炭、浓硝酸、水和铜为原料制备亚硝酸钠的装置如图所示。

已知：室温下，①2NO＋Na₂O₂===2NaNO₂；②3NaNO₂＋3HCl===3NaCl＋HNO₃＋2NO↑＋H₂O；③酸性条件下，NO或NO₂^－都能与MnO₄^－反应生成NO₃^－和Mn^2＋。

请按要求回答下列问题：

（1）检查完该装置的气密性，装入药品后，实验开始前通入一段时间气体X，然后关闭弹簧夹，再滴加浓硝酸，加热A控制B中导管均匀地产生气泡。则X为________，上述操作的作用是__________；

（2）B装置中反应的化学方程式为________________________；

（3）D装置中反应的离子方程式为________________________；

（4）预测C中反应开始阶段，固体产物除NaNO₂外，还含有的副产物有Na₂CO₃和__________，为避免产生这些副产物，应在B、C装置间增加装置E，则E中盛放的试剂名称为__________；

（5）利用改进后的装置，将4.68 g Na₂O₂完全转化成为NaNO₂，理论上至少需要木炭__________g，为提高NaNO₂的产量，在不改变实验装置的条件下，可在B中加入__________物质。

Answer

（1）氮气(或稀有气体) 排尽空气，防止生成的NO被O2氧化

（2）3NO2+H2O＝2HNO3+NO（3）3MnO4－＋5NO＋4H＋＝3Mn2＋＋5NO3－＋2H2O

（4）NaOH 碱石灰（5）1.08 Cu等

【解析】

试题分析：（1）通入X气体的目的是排尽装置中的空气，防止生成的NO被O2氧化，所以X应该是氮气(或稀有气体)。

（2）A中生成的二氧化氮进入B中并与水反应，生成了硝酸和NO，反应的方程式为3NO2+H2O＝2HNO3+NO。

（3）NO有毒，需要尾气处理，则D装置的作用是吸收未反应的NO，反应的方程式为3MnO4－＋5NO＋4H＋＝3Mn2＋＋5NO3－＋2H2O。

（4）经检验C产物中除亚硝酸钠外还含有副产物碳酸钠和氢氧化钠，氢氧化钠是由水和过氧化钠生成，碳酸钠是由二氧化碳和过氧化钠生成，而碱石灰是水和二氧化碳的吸收剂，为避免产生这些副产物应在B、C装置间增加干燥装置E，药品名称碱石灰放在干燥管中。

（5）4.68g过氧化钠是0.06mol，完全转化成为亚硝酸钠，根据①2NO+Na2O2＝2NaNO2，生成NaNO2 0.12mol，C+4HNO3(浓)=CO2+4NO2+2H2O，3NO2+2H2O = 2HNO3 + NO +H2O，得出关系式1.5C～2NaNO2，可求得碳的物质的量为0.09mol，理论上至少需要木炭1.08g。为提高NaNO2的产量，则需要尽可能多的产生NO，所以在不改变实验装置的条件下，可在B中加入铜，与稀硝酸反应产生NO。

【考点定位】本题主要是实验方案的设计、离子的检验、物质的分离提纯以及有关计算等

【名师点晴】该题是无机化学实验题，重在考查学生的基本实验技能和对实验的设计的评价，同时需要学生加工题目所给信息，并能对实验过程的现象进行分析，而且实验仪器“三口瓶”是这几年中学化学考试中考察较多的仪器，应该引起同学们的重视。关于（5）中的化学计算，注意学会利用关系式解题。