Question

【題目】亞硝酰氯(ClNO)是有機(jī)物合成中的重要試劑，可由NO與Cl2在常溫常壓下反應(yīng)得到。ClNO 部分性質(zhì)如下：黃色氣體，熔點(diǎn)：-59.6℃，沸點(diǎn)：-6.4℃，遇水易水解。某研究性學(xué)習(xí)小組根據(jù)亞硝酰氯(ClNO)性質(zhì)擬在通風(fēng)櫥中制取亞硝酰氯，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)裝置。、

試回答下列問題：

(1)寫出實(shí)驗(yàn)室利用裝置A制備Cl2的離子反應(yīng)方程式__________。

(2)裝置B的作用是 ①__________，②____________。

(3)若用A裝置制取NO氣體，B中應(yīng)該盛放_________。

(4)為使NO和Cl2恰好完全反應(yīng)生成ClNO，理論上向E中通入NO和Cl2兩種氣體的流速比為___。

(5) 簡述檢查A、B、C所組成的實(shí)驗(yàn)裝置氣密性的操作_________。

(6)裝置H吸收尾氣，有同學(xué)認(rèn)為尾氣中的某種氣體不能完全被吸收。為了充分吸收尾氣，可將尾氣與________________同時(shí)通入NaOH溶液中。

(7)已知：ClNO與H2O反應(yīng)生成HNO2和HCl。

①設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明 HNO2是弱酸：____________。(僅提供的試劑：1 molL-1HCl、 1 molL-1HNO2溶液、 NaNO2溶液、紅色石蕊試紙、藍(lán)色石蕊試紙)。

②通過以下實(shí)驗(yàn)測定ClNO樣品的純度。取F中所得液體3.0 g 溶于水，配制成250 mL 溶液；取出25.00 mL樣品溶于錐形瓶中，用0.20 molL-1 AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)，根據(jù)表中所給信息，應(yīng)選用____________做指示劑，滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是______。

物質(zhì)	Ag2CrO4	AgCl	AgI	Ag2S
顏色	磚紅色	白色	黃色	黑色
Ksp	1×10-12	1.56×10-10	8.3×10-17	6.3 ×10-50

消耗標(biāo)準(zhǔn)AgNO3溶液的體積為20.00ml，亞硝酰氯(ClNO)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________。

Answer 1

【答案】MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O 除去揮發(fā)的HCl氣體 平衡容器內(nèi)壓強(qiáng) H2O 2:1 向B和C中加入適量水，使瓶內(nèi)長導(dǎo)管插入液面以下，分液漏斗中加入適量水后，將漏斗上口活塞打開，再旋轉(zhuǎn)活塞，當(dāng)有少量水流下后，水不再流下，即說明裝置氣密性好 O2 用玻璃棒蘸取NaNO2溶液，點(diǎn)在紅色石蕊試紙上，試紙變藍(lán)，說明HNO2是弱酸 K2CrO4溶液 滴入最后一滴標(biāo)準(zhǔn)溶液，溶液中生成磚紅色沉淀且半分鐘內(nèi)無變化 87.3%

【解析】

實(shí)驗(yàn)室利用濃鹽酸和二氧化錳混合加熱制氯氣，并利用B中飽和食鹽水除去揮發(fā)的HCl、C中濃硫酸干燥氯氣；N2和Cl2一起通E中在常溫下生成ClNO，在裝置F中經(jīng)冷卻后液化并收集，尾氣用氫氧化鈉溶液吸收，據(jù)此分析解題。

(1)裝置A中利用濃鹽酸和二氧化錳混合加熱制氯氣，發(fā)生反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式為MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O；

(2)A中制得的氯氣混合揮發(fā)的HCl，則裝置B中飽和食鹽水可除去揮發(fā)的HCl氣體，同時(shí)長玻璃管還能平衡B中壓強(qiáng)，起穩(wěn)壓作用；

(3) 用A制取NO，A中Cu和稀硝酸反應(yīng)生成NO，因?yàn)橄跛峋哂袚]發(fā)性，所以得到的NO中含有硝酸，B中盛放物質(zhì)能吸收硝酸，稀硝酸溶于水且NO不溶于水，所以B中可以盛放H2O；

(4) 二者反應(yīng)方程式為Cl2+2NO=2NOCl，二者的流速之比等于其計(jì)量數(shù)之比即可，則理論上通入NO和Cl2兩種氣體的流速比為2:1；

(5)檢查A、B、C所組成的實(shí)驗(yàn)裝置氣密性的操作是向B和C中加入適量水，使瓶內(nèi)長導(dǎo)管插入液面以下，分液漏斗中加入適量水后，將漏斗上口活塞打開，再旋轉(zhuǎn)活塞，當(dāng)有少量水流下后，水不再流下，即說明裝置氣密性好；

(6)尾氣中的Cl2能溶于NaOH，而NO不與水或堿反應(yīng)，則NO不能被完全吸收，NO和O2反應(yīng)生成二氧化氮，二氧化氮和水反應(yīng)生成硝酸，所以可以通入O2；

(7)①若亞硝酸為弱酸，則亞硝酸鹽水解呈若堿性，即使用玻璃棒蘸取NaNO2溶液涂抹于紅色的石蕊試紙上，若試紙變藍(lán)，則說明亞硝酸為弱酸；

②AgI、AgBr比AgCl更難溶于水，選用KBr或KI作指示劑，最先生成的沉淀可能是AgBr或AgI，則選擇K2CrO4溶液為指示劑，滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是：滴入最后一滴標(biāo)準(zhǔn)溶液，溶液中生成磚紅色沉淀且半分鐘內(nèi)無變化，說明反應(yīng)達(dá)到終點(diǎn)；消耗0.20 molL-1AgNO3溶液的體積為20.00ml，其物質(zhì)的量為0.20 molL-1×0.02L=0.004mol，根據(jù)原子守恒，亞硝酰氯(ClNO)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為×100%=87.3%。