溶液中亞硝酸鈉與碘化鉀反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)探究

摘要：通過(guò)改變反應(yīng)物濃度、控制溶液的酸堿性，利用對(duì)比實(shí)驗(yàn)，對(duì)溶液中亞硝酸鈉與碘化鉀反應(yīng)的條件和I2、NO的檢驗(yàn)的課堂演示方法進(jìn)行了探究。得出的結(jié)論是，亞硝酸鈉只有在酸性條件下才能氧化碘化鉀，使?jié)駶?rùn)的淀粉KI試紙變藍(lán)。利用注射器作反應(yīng)器，課堂演示該實(shí)驗(yàn)，能達(dá)到兼顧NO、I2的檢驗(yàn)和良好觀察效果的目的。

關(guān)鍵詞：亞硝酸鈉與碘化鉀反應(yīng)；溶液反應(yīng)；演示實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)探究

文章編號(hào)：1005–6629（2013）12–0072–02 中圖分類號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

蘇教版《實(shí)驗(yàn)化學(xué)》[1]專題3課題2亞硝酸鈉和食鹽的鑒別中介紹了有關(guān)亞硝酸鈉的氧化性，其中一例便是亞硝酸鹽與碘離子的反應(yīng)，原文如下：亞硝酸鈉與碘化鉀反應(yīng)可生成單質(zhì)碘，析出的碘可以使淀粉溶液變藍(lán)色。可以用淀粉檢驗(yàn)亞硝酸鈉與碘化鉀的反應(yīng)產(chǎn)物，那么亞硝酸鹽能否使?jié)駶?rùn)的淀粉KI試紙變藍(lán)呢？眾多文獻(xiàn)都未作說(shuō)明，只是許多輔導(dǎo)書設(shè)計(jì)了相關(guān)的練習(xí)，但是觀點(diǎn)不一，有的認(rèn)為亞硝酸鹽可以使?jié)駶?rùn)的淀粉KI試紙變藍(lán)，而有的則認(rèn)為該反應(yīng)需要在酸性條件下才可以進(jìn)行。那么亞硝酸鹽與碘離子反應(yīng)的條件是什么？許多資料未見有關(guān)亞硝酸鈉與碘離子反應(yīng)條件的描述。在《無(wú)機(jī)叢書（第四卷）》[2]也只是表述了亞硝酸氧化碘離子的相應(yīng)化學(xué)方程式，從中也只能判斷該反應(yīng)在酸性條件下能進(jìn)行，無(wú)法判斷在中性和堿性條件下能否進(jìn)行。NO極易被空氣氧化為紅棕色的NO2，如何在證明并觀察到反應(yīng)產(chǎn)生的NO氣體的同時(shí)，又能檢驗(yàn)碘的產(chǎn)生，一直是課堂演示實(shí)驗(yàn)的難點(diǎn)。鑒于此，筆者進(jìn)行了如下探究，以供同仁參考。

實(shí)驗(yàn)2 在五份不同濃度體積均為1 mL的NaNO2溶液中分別加入與NaNO2濃度相同的1 mL KI溶液，然后各滴加3滴淀粉溶液，再分別滴加5滴的1：4稀硫酸或1 mol·L-1的氫氧化鈉溶液，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象（如表2所示）。

在上述添加NaOH溶液的各試管中，分別繼續(xù)滴加1 mol·L-1的氫氧化鈉溶液至10滴、1 mL、2 mL、3 mL并振蕩，均未見明顯現(xiàn)象。

從實(shí)驗(yàn)2可以看出，亞硝酸鹽與碘離子的反應(yīng)需

要在酸性條件下才能進(jìn)行，并且濃度越大反應(yīng)越劇烈，而堿性條件下不能進(jìn)行。

3 亞硝酸鹽與碘離子反應(yīng)產(chǎn)生氣體的檢驗(yàn)

通過(guò)實(shí)驗(yàn)2可以看出在酸性條件下，亞硝酸鹽可以與碘離子反應(yīng)，并產(chǎn)生紅棕色氣體NO2，那么NO2氣體是直接產(chǎn)生的，還是在產(chǎn)生NO后再被空氣氧化而產(chǎn)生的呢？

實(shí)驗(yàn)3 利用5 mL注射器，吸取2 mL 0.2 mol·L-1 NaNO2和KI及少量淀粉的混合溶液，針頭朝上排出空氣后，吸入少量稀硫酸并迅速將針頭插入橡皮塞（如圖1所示），觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

現(xiàn)象：有無(wú)色氣泡產(chǎn)生，溶液變?yōu)楹谏橛谢疑腆w析出附在壁上。

針頭朝上，輕輕搖動(dòng)注射器將黑色固體洗到溶液中，向下拉注射器活塞，吸入少量空氣，可以觀察到氣體由無(wú)色變?yōu)樽攸S色。

由以上可證明產(chǎn)生的氣體為NO，而非NO2。

4 亞硝酸鹽與碘離子反應(yīng)演示實(shí)驗(yàn)操作研究

從實(shí)驗(yàn)2可以看出，反應(yīng)物濃度較大時(shí)雖然因產(chǎn)生NO并被氧化為紅棕色氣體的現(xiàn)象很明顯，但是由于析出碘過(guò)多，滴加淀粉溶液后溶液的顏色變得過(guò)深，反而觀察不到溶液變?yōu)樗{(lán)色。而反應(yīng)物濃度較小時(shí)，雖然淀粉溶液變藍(lán)色的現(xiàn)象比較明顯，但是由于產(chǎn)生氣體的量很少所以觀察不到氣體變?yōu)榧t棕色。那么在進(jìn)行課堂演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，如何操作才能使兩個(gè)現(xiàn)象均比較明顯呢？

實(shí)驗(yàn)4 在五份不同濃度體積均為1 mL的NaNO2溶液中分別加入與NaNO2濃度相同的1mL KI溶液，然后各滴加3滴淀粉溶液，再分別滴加5滴1：4稀硫酸溶液，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，見表3。

由實(shí)驗(yàn)4可以看出，同時(shí)兼顧氣體變?yōu)榧t棕色或黃色和溶液變?yōu)樗{(lán)色兩個(gè)現(xiàn)象是比較困難的。

利用注射器進(jìn)行相同實(shí)驗(yàn)，反應(yīng)物濃度較大時(shí)產(chǎn)生NO雖然較多，吸入少量空氣后氣體轉(zhuǎn)變?yōu)榧t棕色或黃色的現(xiàn)象也較明顯，但是由于溶液顏色過(guò)深，所以反而觀察不到溶液變?yōu)樗{(lán)色。而反應(yīng)物濃度較小時(shí)雖然可以觀察到溶液變?yōu)樗{(lán)色，但是由于產(chǎn)生氣泡的速度慢且量很少，所以吸入空氣后仍難以觀察到氣體變?yōu)榧t棕色或黃色，因此也就不能做到同時(shí)兼顧兩個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)，通過(guò)以下實(shí)驗(yàn)操作可以使兩個(gè)主要現(xiàn)象都比較明顯：先混合相同濃度的0.2 mol·L-1 NaNO2和KI溶液，然后滴加3滴稀硫酸，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，當(dāng)觀察到有灰色固體析出，有大量氣泡產(chǎn)生，液面上方氣體變?yōu)榧t棕色后，取少量反應(yīng)后的溶液稀釋10倍左右，再滴加淀粉溶液并振蕩，可以觀察到溶液變?yōu)樗{(lán)色。

而利用注射器為器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)對(duì)NO的檢驗(yàn)更有說(shuō)服力，其他現(xiàn)象同樣明顯，更便于課堂演示。其操作方法如下：取2 mL注射器，吸取1 mL 0.2 mol·L-1 NaNO2和KI的混合溶液，針頭朝上排出空氣，吸入少量稀硫酸并迅速將針頭插入橡皮塞，此時(shí)可觀察到有無(wú)色氣泡產(chǎn)生，溶液變?yōu)楹谏?，并伴有黑色固體析出附在壁上。然后針頭朝上，輕輕搖動(dòng)注射器將黑色固體洗到溶液中，再向下拉注射器活塞，吸入少量空氣，觀察到氣體由無(wú)色變?yōu)樽攸S色。最后將注射器中少量溶液擠入10 mL滴有3滴淀粉溶液的蒸餾水中，可以觀察到溶液變?yōu)樗{(lán)色。

綜上所述，亞硝酸鹽必須在酸性條件下才能氧化碘離子，使?jié)駶?rùn)的淀粉KI試紙變藍(lán)，而利用注射器不僅可以解決產(chǎn)物NO、I2的檢驗(yàn)，而且還便于課堂演示，減少污染。

參考文獻(xiàn)：

[1]王祖浩主編.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書·實(shí)驗(yàn)化學(xué)（選修）（第3版）[M].南京.江蘇教育出版社，2008：39.

[2]項(xiàng)斯芬等著.無(wú)機(jī)化學(xué)叢書（第四卷）（第1版）[M].北京.科學(xué)出版社，1995：109.