Question

【題目】亞硝酰氯(NOCl)是有機(jī)合成中的重要試劑， 可由NO與Cl2在通常條件下反應(yīng)得到。某學(xué)習(xí)小組在實(shí)驗(yàn)室用如圖所示裝置制備NOCl。

已知：亞硝酰氯(NOCl)的熔點(diǎn)為-64.5℃、沸點(diǎn)為-5.5℃， 氣態(tài)呈黃色，液態(tài)時(shí)呈紅褐色，易與水反應(yīng)。

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

(1)裝置A中儀器a的名稱是____________。

(2)實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，應(yīng)先打開(kāi)K2，再打開(kāi)____________（填K1”或K3”），通入一段時(shí)間氣體，其目的是____________。

(3)實(shí)驗(yàn)時(shí)利用裝置B除去某些雜質(zhì)氣體并通過(guò)觀察B中的氣泡來(lái)判斷反應(yīng)速率，裝置B中的長(zhǎng)直玻璃管還具有的作用是____________。

(4)裝置C中應(yīng)選用的試劑為____________(填試劑名稱)。

(5)裝置F的作用是____________。

(6)工業(yè)上可用間接電化學(xué)法除去NO，其原理如圖所示，吸收塔中發(fā)生的反應(yīng)為：NO+S2O42-+H 2O——N2+HSO3-(未配平)

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________。

②陰極的電極反應(yīng)式為_______。

(7)NOCl與H2O反應(yīng)生成HNO2和HCl。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明HNO2是弱酸：_______。

Answer 1

【答案】圓底燒瓶 K1 排盡裝置內(nèi)的空氣，防止NO被氧化 平衡氣壓，避免裝置內(nèi)壓強(qiáng)過(guò)大 濃硫酸 冷凝收集亞硝酰氯 1：1 2HSO3-+2e-+2H+=S2O42-+2H2O 用玻璃棒蘸取NaNO2溶液滴在紅色石蕊試紙上，若試紙變藍(lán)，則說(shuō)明HNO2是弱酸

【解析】

裝置A是制備氯氣的發(fā)生裝置，裝置B除去某些雜質(zhì)氣體并通過(guò)觀察B中的氣泡來(lái)判斷反應(yīng)速率，防止B中壓強(qiáng)過(guò)大，檢查裝置是否堵塞，裝置C是干燥氣體，進(jìn)入裝置E中，推入NO氣體，NO與Cl2在通常條件下反應(yīng)產(chǎn)生亞硝酰氯(C1NO)，進(jìn)入裝置F中利用冰鹽冷卻收集亞硝酰氯，通過(guò)裝置G可避免水蒸氣進(jìn)入，最后通入氫氧化鈉溶液中處理尾氣。

(1)根據(jù)儀器的結(jié)構(gòu)可知：裝置A中儀器a的名稱是圓底燒瓶；

(2)NO容易與裝置內(nèi)空氣中的氧氣反應(yīng)產(chǎn)生NO2，為避免空氣的影響，要先排除裝置中的空氣，所以實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，應(yīng)先打開(kāi)K2，再打開(kāi)K1通入一段時(shí)間氣體；

(3)反應(yīng)產(chǎn)生氣體速率快，B中氣泡多，反應(yīng)產(chǎn)生氣體慢，B中氣泡少，所以B裝置可以觀察氣體產(chǎn)生的速率；同時(shí)若裝置中氣流過(guò)大，B中液體就會(huì)進(jìn)入長(zhǎng)直玻璃管，從而可降低氣體壓強(qiáng)，故實(shí)驗(yàn)時(shí)利用裝置B除去某些雜質(zhì)氣體并通過(guò)觀察B中的氣泡來(lái)判斷反應(yīng)速率，裝置B中的長(zhǎng)直玻璃管還具有的作用是平衡氣壓，避免裝置內(nèi)壓強(qiáng)過(guò)大；

(4)在裝置E中Cl2與NO反應(yīng)產(chǎn)生NOCl，由于NOCl易與水反應(yīng)，為避免反應(yīng)制取的NOCl與水接觸、反應(yīng)時(shí)要對(duì)制取的Cl2進(jìn)行干燥，故裝置C中是干燥劑，應(yīng)選用濃硫酸；

(5)亞硝酰氯(NOC1)的熔點(diǎn)為-64.5℃、沸點(diǎn)為-5.5℃，裝置F的作用是：冷凝收集亞硝酰氯；

(6)①工業(yè)上可用間接電化學(xué)法除去NO，吸收塔中硫代硫酸根離子與NO發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成N2和HSO3-，根據(jù)電子守恒、電荷守恒及原子守恒，可得發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：2NO+2S2O42-+2H2O=N2+4HSO3-，在該反應(yīng)中NO是氧化劑，S2O42-是還原劑，可見(jiàn)反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量的比是1：1；

②陰極上HSO3-得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，生成S2O42-，所以陰極的電極反應(yīng)式為2HSO3-+2e-+2H+=S2O42-+2H2O；

(7)NOCl與H2O反應(yīng)生成HNO2和HCl。證明HNO2是弱酸的方法：用玻璃棒蘸取NaNO2溶液滴在紅色石蕊試紙上，若試紙變藍(lán)，則說(shuō)明HNO2是弱酸。