Question

17．亞硝酰氯（NOCl）是一種紅褐色液體或黃色氣體，其熔點(diǎn)-64.5℃，沸點(diǎn)-5.5℃，遇水易水解．它是有機(jī)合成中的重要試劑，可由NO與Cl₂在常溫常壓下合成．
（1）實(shí)驗(yàn)室制備原料氣NO和Cl₂的裝置如圖1所示：

實(shí)驗(yàn)室制Cl₂時(shí)，裝置A中燒瓶?jī)?nèi)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnO₂+4HClMnCl₂+Cl₂↑+H₂O．裝置B中盛放的試劑為飽和食鹽水，其作用為除去氯氣中的氯化氫氣體．
（2）將上述收集到的Cl₂充入D的集氣瓶中，按圖2所示示裝置制備亞硝酰氯．
①NOCl分子中各原子均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則NOCl的電子式為．
②裝置D中發(fā)生的反應(yīng)方程式為2NO+Cl₂=2NOCl．
③如果不用裝置E會(huì)引起什么后果F中的水蒸氣進(jìn)入D裝置中，會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品水解．
④某同學(xué)認(rèn)為裝置F不能有效吸收尾氣中的某種氣體，該氣體為NO，為了充分吸收尾氣，可將尾氣與O₂同時(shí)通入氫氧化鈉溶液中．
（3）工業(yè)上可用間接電化學(xué)法除去NO，其原理如圖3所示，吸收塔中發(fā)生的反應(yīng)為：NO+S₂O₄^2-+H₂O→N₂+HSO₃^-
①吸收塔內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為1：1．
②陰極的電極反應(yīng)式為2HSO₃^-+2e^-+2H⁺═S₂O₄^2-+2H₂O．

Answer 1

分析 （1）實(shí)驗(yàn)室氯氣制備是利用濃鹽酸和MnO2混合加熱，結(jié)合電子守恒、原子守恒寫(xiě)出此反應(yīng)的化學(xué)方程式；濃鹽酸有揮發(fā)性，制得的氯氣中混有HCl，應(yīng)通過(guò)B中溶液除雜，據(jù)此分析判斷；
（2）①NOCl分子中各原子均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則氮原子與氧原子形成兩對(duì)共用電子對(duì)，與氯原子形成一對(duì)；
②裝置D中由黃綠色的氯氣生成了紅褐色液體NOCl，根據(jù)反應(yīng)物之間發(fā)生的氧化還原反應(yīng)，結(jié)合電子守恒書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式；
③根據(jù)NOCl遇水易分解，故裝置中應(yīng)無(wú)水分析；
④NO不溶于水，可與氧氣一同通入氫氧化鈉吸收；
（3）①硫代硫酸根離子與一氧化氮發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成氮?dú)�，可根�?jù)離子反應(yīng)方程式或電子守恒判斷氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比；
②陰極發(fā)生還原反應(yīng)，是亞硫酸氫根離子，得電子，生成硫代硫酸根離子．

解答 解（1）實(shí)驗(yàn)室利用二氧化錳和濃鹽酸混合加熱制Cl₂，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnO₂+4HCl MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；可選用二氧化錳和濃鹽酸，制得的氯氣中有氯化氫氣體，用飽和食鹽水除去；
故答案為：MnO₂+4HCl MnCl₂+Cl₂↑+H₂O；飽和食鹽水；除去氯氣中的氯化氫氣體；
（2）①NOCl分子中各原子均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則氮原子與氧原子形成兩對(duì)共用電子對(duì)，與氯原子形成一對(duì)，電子式為：；
故答案為：；
②裝置D中為氯氣制備N(xiāo)OCl，為黃綠色氣體逐漸變淺，有紅褐色液體生成，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NO+Cl₂=2NOCl；
故答案為：2NO+Cl₂=2NOCl；
③NOCl遇水易分解，如果沒(méi)有裝置E中無(wú)水氯化鈣吸收水蒸氣，F(xiàn)中的水蒸氣進(jìn)入 D 裝置中，會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品水解；
故答案為：F中的水蒸氣進(jìn)入 D 裝置中，會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品水解；
④NO不溶于水，可與氧氣一同通入氫氧化鈉吸收，、；
故答案為：NO；O₂；
（3）①硫代硫酸根離子與一氧化氮發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成氮?dú)�，離子反應(yīng)方程式為：2NO+2S₂O₄^2-+2H₂O═N₂+4HSO₃^-，其中NO為氧化劑，為還原劑，兩者的物質(zhì)的量之比為1：1，故答案為：1：1；
②陰極發(fā)生還原反應(yīng)，是亞硫酸氫根離子，得電子，生成硫代硫酸根離子，電極反應(yīng)式為：2HSO₃^-+2e^-+2H⁺═S₂O₄^2-+2H₂O；
故答案為：2HSO₃^-+2e^-+2H⁺═S₂O₄^2-+2H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)制備方案設(shè)計(jì)，主要考查了化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)、實(shí)驗(yàn)方案評(píng)價(jià)、氧化還原反應(yīng)、環(huán)境保護(hù)等，題目難度中等，側(cè)重于考查學(xué)生的分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能量，注意相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)與積累．