溶液中亞硝酸鈉與碘化鉀反應的實驗探究

摘要：通過改變反應物濃度、控制溶液的酸堿性，利用對比實驗，對溶液中亞硝酸鈉與碘化鉀反應的條件和I2、NO的檢驗的課堂演示方法進行了探究。得出的結論是，亞硝酸鈉只有在酸性條件下才能氧化碘化鉀，使濕潤的淀粉KI試紙變藍。利用注射器作反應器，課堂演示該實驗，能達到兼顧NO、I2的檢驗和良好觀察效果的目的。

關鍵詞：亞硝酸鈉與碘化鉀反應；溶液反應；演示實驗；實驗探究

文章編號：1005–6629（2013）12–0072–02 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

蘇教版《實驗化學》[1]專題3課題2亞硝酸鈉和食鹽的鑒別中介紹了有關亞硝酸鈉的氧化性，其中一例便是亞硝酸鹽與碘離子的反應，原文如下：亞硝酸鈉與碘化鉀反應可生成單質碘，析出的碘可以使淀粉溶液變藍色。可以用淀粉檢驗亞硝酸鈉與碘化鉀的反應產物，那么亞硝酸鹽能否使濕潤的淀粉KI試紙變藍呢？眾多文獻都未作說明，只是許多輔導書設計了相關的練習，但是觀點不一，有的認為亞硝酸鹽可以使濕潤的淀粉KI試紙變藍，而有的則認為該反應需要在酸性條件下才可以進行。那么亞硝酸鹽與碘離子反應的條件是什么？許多資料未見有關亞硝酸鈉與碘離子反應條件的描述。在《無機叢書（第四卷）》[2]也只是表述了亞硝酸氧化碘離子的相應化學方程式，從中也只能判斷該反應在酸性條件下能進行，無法判斷在中性和堿性條件下能否進行。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產生的NO氣體的同時，又能檢驗碘的產生，一直是課堂演示實驗的難點。鑒于此，筆者進行了如下探究，以供同仁參考。

實驗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，觀察實驗現象（如表2所示）。

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

從實驗2可以看出，亞硝酸鹽與碘離子的反應需

要在酸性條件下才能進行，并且濃度越大反應越劇烈，而堿性條件下不能進行。

3 亞硝酸鹽與碘離子反應產生氣體的檢驗

通過實驗2可以看出在酸性條件下，亞硝酸鹽可以與碘離子反應，并產生紅棕色氣體NO2，那么NO2氣體是直接產生的，還是在產生NO后再被空氣氧化而產生的呢？

實驗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），觀察實驗現象。

現象：有無色氣泡產生，溶液變為黑色，并伴有灰色固體析出附在壁上。

針頭朝上，輕輕搖動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色變為棕黃色。

由以上可證明產生的氣體為NO，而非NO2。

4 亞硝酸鹽與碘離子反應演示實驗操作研究

從實驗2可以看出，反應物濃度較大時雖然因產生NO并被氧化為紅棕色氣體的現象很明顯，但是由于析出碘過多，滴加淀粉溶液后溶液的顏色變得過深，反而觀察不到溶液變為藍色。而反應物濃度較小時，雖然淀粉溶液變藍色的現象比較明顯，但是由于產生氣體的量很少所以觀察不到氣體變為紅棕色。那么在進行課堂演示實驗時，如何操作才能使兩個現象均比較明顯呢？

實驗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，觀察實驗現象，見表3。

由實驗4可以看出，同時兼顧氣體變為紅棕色或黃色和溶液變為藍色兩個現象是比較困難的。

利用注射器進行相同實驗，反應物濃度較大時產生NO雖然較多，吸入少量空氣后氣體轉變為紅棕色或黃色的現象也較明顯，但是由于溶液顏色過深，所以反而觀察不到溶液變為藍色。而反應物濃度較小時雖然可以觀察到溶液變為藍色，但是由于產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為紅棕色或黃色，因此也就不能做到同時兼顧兩個實驗現象。

經過多次實驗，通過以下實驗操作可以使兩個主要現象都比較明顯：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，觀察實驗現象，當觀察到有灰色固體析出，有大量氣泡產生，液面上方氣體變為紅棕色后，取少量反應后的溶液稀釋10倍左右，再滴加淀粉溶液并振蕩，可以觀察到溶液變為藍色。

而利用注射器為器材進行實驗對NO的檢驗更有說服力，其他現象同樣明顯，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，此時可觀察到有無色氣泡產生，溶液變為黑色，并伴有黑色固體析出附在壁上。然后針頭朝上，輕輕搖動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，觀察到氣體由無色變為棕黃色。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，可以觀察到溶液變為藍色。

綜上所述，亞硝酸鹽必須在酸性條件下才能氧化碘離子，使濕潤的淀粉KI試紙變藍，而利用注射器不僅可以解決產物NO、I2的檢驗，而且還便于課堂演示，減少污染。

參考文獻：

[1]王祖浩主編.普通高中課程標準實驗教科書·實驗化學（選修）（第3版）[M].南京.江蘇教育出版社，2008：39.

[2]項斯芬等著.無機化學叢書（第四卷）（第1版）[M].北京.科學出版社，1995：109.