Question

【題目】NaNO2是常用的一種防腐劑，其中+3價的N具有一定的氧化性。某實驗小組利用以下反應2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O制備NaNO2，并探究其性質。

I.制備NaNO2

(1)A中發生反應的化學方程式是______。

(2)B中選用漏斗替代長直導管的優點是______。

(3)為檢驗B中制得NaNO2，甲進行以下實驗：

序號	試管	操作	現象
①	2mLB中溶液	加2mL0.1mol/LKI溶液，滴加幾滴淀粉溶液	不變藍
②	2mLB中溶液	滴加幾滴H2SO4至pH=5，加2mL0.1mol/LKI溶液，滴加幾滴淀粉溶液	變藍
③	2mLH2O	滴加幾滴H2SO4至pH=5，加2mL0.1mol/LKI溶液，滴加幾滴淀粉溶液	不變藍

實驗③的目的是_______。

(4)乙認為上述3組實驗無法證明B中一定含NaNO2，還需補充實驗，理由是______。

II.探究NaNO2的性質

裝置	操作	現象
	取10mL1mol/LNaNO2溶液于試劑瓶中，加入幾滴H2SO4酸化，再加入10mL1mol·L-1FeSO4溶液，迅速塞上橡膠塞，緩緩通入足量O2。	i.溶液迅速變為棕色； ii.溶液逐漸變淺，有無色氣泡產生，溶液上方為淺紅棕色。 iii.最終形成棕褐色溶液。

資料：i.Fe2+遇NO會形成[Fe(NO)]2+，該離子在溶液中呈棕色。

ii.HNO2在溶液中不穩定，易分解產生NO和NO2氣體。

(5)現象i溶液變為棕色的原因是______。

(6)已知現象ii棕色溶液變淺是由于生成了Fe3+，反應的離子方程式是______。

Answer 1

【答案】3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 擴大了氣體與NaOH的接觸面積，使反應快速發生，同時又可防止由于氣體溶解而產生的倒吸現象的發生 溶液中c(I-)和c(H+)相同時，前者溶液變為藍色，后者不變藍色，證明空氣中O2不會氧化I-的目的 若NO2的物質的量比NO多，還會發生反應：2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O，這樣得到的溶液中含有NaNO3，酸性條件下NO3-可能也會氧化I-產生I2而產生干擾 NaNO2與稀硫酸反應產生HNO2，離子方程式為：NO2-+H+HNO2，HNO2不穩定，分解產生NO，NO與FeSO4溶液中的Fe2+結合形成[Fe(NO)]2+，使溶液呈棕色 4[Fe(NO)]2++4H++O2=4NO+4Fe3++2H2O

【解析】

Cu與稀硝酸反應產生Cu(NO3)2、NO、H2O，NO與O2反應產生NO2，NO、NO2被氫氧化鈉溶液吸收得到NaNO2和水，為防止倒吸現象，在導氣管末端安裝了一個倒扣的漏斗，NaNO2在酸性條件下可以將KI氧化為I2而使淀粉溶液變為藍色，據此檢驗NaNO2的存在，若氣體中NO2過量，與堿反應產生NaNO3，在酸性條件下NO3-也可以氧化I-為I2而會產生干擾；根據[Fe(NO)]2+在溶液中呈棕色分析溶液顏色變化；[Fe(NO)]2+具有還原性，會被氧氣氧化產生Fe3+使溶液顏色變淺。

(1)A中Cu與稀硝酸反應產生Cu(NO3)2、NO、H2O，根據電子守恒、原子守恒，可得發生反應的化學方程式是3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O；

(2)B中選用漏斗替代長直導管的優點是：擴大了氣體與NaOH的接觸面積，使反應快速發生，同時又可防止由于氣體溶解而產生的倒吸現象的發生；

(3)實驗③和實驗②比較，溶液中c(I-)和c(H+)相同時，前者溶液變為藍色，后者不變藍色，證明空氣中O2不會氧化I-的目的；

(4)在裝置A中反應產生NO，有一部分NO與通入的O2反應產生NO2，若通入NaOH溶液中NO、NO2的物質的量相等，就會發生反應：NO+NO2+2NaOH=NaNO2+H2O，若NO2的物質的量比NO多，還會發生反應：2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O，這樣得到的溶液中含有NaNO3，酸性條件下NO3-可能也會氧化I-產生I2而產生干擾，因此需要補做實驗；

(5)NaNO2與稀硫酸反應產生HNO2，離子方程式為：NO2-+H+HNO2，HNO2不穩定，分解產生NO，NO與FeSO4溶液中的Fe2+結合形成[Fe(NO)]2+，使溶液呈棕色；

(6)[Fe(NO)]2+具有還原性，會被溶解在酸性溶液中O2氧化產生Fe3+，同時得到NO，導致溶液逐漸變淺，有無色氣泡產生，在溶液上方變為淺紅棕色氣體，根據元素守恒和電荷守恒配平離子方程式，離子反應為：4[Fe(NO)]2++4H++O2=4NO+4Fe3++2H2O。