Question

1．亞硝酸鈉（NaNO₂）外觀酷似食鹽且有咸味，是一種常用的發(fā)色劑和防腐劑，使用過量會使人中毒，國際上對食品中亞硝酸鈉的用量控制在很低的水平上．某學習小組針對亞硝酸鈉設計了如下實驗：
【實驗I】制備NaNO₂
該小組查閱資料知：2NO+Na₂O₂=2NaNO₂；2NO₂+Na₂O₂═2NaNO₃
設計制備裝置如下（夾持裝置略去）：

（1）裝置D可將剩余的NO氧化成NO₃^-，發(fā)生反應的離子方程式為5NO+3MnO₄^-+4H⁺=5NO₃^-+3Mn²⁺+2H₂O．
（2）如果沒有B裝置，C中發(fā)生的副反應有2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑、2NO+O₂=2NO₂．
（3）甲同學檢查完裝置氣密性良好后進行實驗，發(fā)現(xiàn)制得的NaNO₂中混有較多的NaNO₃雜質(zhì)．于是在A、B裝置增加了在A、B之間增加裝有水的洗氣瓶裝置，改進后提高了NaNO₂的純度．
【實驗Ⅱ】測定制取的樣品中NaNO₂的含量
步驟：
a．在5個有編號的帶刻度試管（比色管）中分別加入不同量的NaNO₂溶液，各加入1mL的M溶液（M遇NaNO₂呈紫紅色，NaNO₂濃度越大顏色越深），再加蒸餾水至總體積均為10mL并振蕩，制成標準色階：

試管編號	①	②	③	④	⑤
NaNO2含量/mg•L-1	0	20	40	60	80

b．分別稱量0.10g制得的樣品溶于水配成500mL溶液．取5mL待測液，加入1mL M溶液，再加蒸餾水至10mL振蕩，與標準色階比較．
（4）步驟b中比較結(jié)果是：待測液顏色與③號色階相同，則甲同學制得的樣品中NaNO₂的質(zhì)量分數(shù)是40%．
（5）用目視比色法證明維生素C可以有效降低NaNO₂的含量．設計并完成下列實驗報告．

實驗方案	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
取5ml待測液加入維生素C，振蕩，再加入1mlM溶液，加入至蒸餾水10mL，再振蕩，與③好色階對比	紫紅色比③色階淺	維生素C可以有效降低NaNO2的含量

Answer 1

分析 （1）高錳酸鉀具有氧化性，能將一氧化氮氧化，根據(jù)電子守恒、原子守恒配平方程式即可；
（2）金屬銅和稀硝酸制得的一氧化氮中含有水，會和過氧化鈉發(fā)生反應產(chǎn)生氧氣，氧氣極易把一氧化氮氧化；
（3）硝酸具有揮發(fā)性，會干擾實驗結(jié)果，制得的NaNO₂中混有較多的NaNO₃雜質(zhì)，可用水洗；
（4）根據(jù)物質(zhì)純度計算公式純度=$\frac{物質(zhì)含量}{樣品質(zhì)量}$×100%；
（5）根據(jù)維生素C的作用以及要和（4）中的甲同學的實驗方案形成對比試驗，進行實驗設計．

解答 解：（1）高錳酸鉀具有氧化性，能將一氧化氮氧化，反應的實質(zhì)是：Mn（+7→+2），N（+2→+5），轉(zhuǎn)移電子數(shù)為15e^-，反應的離子方程式為：5NO+3MnO₄^-+4H⁺=5NO₃^-+3Mn²⁺+2H₂O，
故答案為：5NO+3MnO₄^-+4H⁺=5NO₃^-+3Mn²⁺+2H₂O；
（2）金屬銅和稀硝酸制得的一氧化氮中含有水，水會和過氧化鈉發(fā)生反應產(chǎn)生氧氣，2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑，生成的氧氣極易把一氧化氮氧化為二氧化氮，即2NO+O₂=NO₂，
故答案為：2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑；2NO+O₂=2NO₂；
（3）由于獲得一氧化氮所用的硝酸具有揮發(fā)性，制得的NaNO₂中混有較多的NaNO₃雜質(zhì)，這樣會干擾實驗結(jié)果，可以在A、B之間增加裝有水的洗氣瓶，減小實驗誤差，
故答案為：在A、B之間增加裝有水的洗氣瓶；
（4）甲待測液顏色與③號色階相同，則甲同學制得的樣品中NaN0₂的純度是$\frac{40×1{0}^{-3}g×100}{0.1g}$×100%=40%，
故答案為：40；
（5）要和（4）中的甲同學的實驗方案形成對比試驗，同樣可以是先取5mL待測液，然后加入維生素C，并加入1 mLM溶液，最后加入蒸餾水至10mL，若紫紅色比③色階淺，說明亞硝酸鈉的含量低，則可以證明維生素C可以有效降低NaNO₂的含量．
故答案為：維生素C；加入至蒸餾水10mL；紫紅色比③色階淺．

點評 本題考查有關氮及其化合物的探究實驗，是一道實驗方案的設計和探究題，涉及反應原理分析，并熟練運用化學方程式或離子反應方程表示，對學生分析和解決問題的能力要求較高，綜合性強，題目難度中等．