【題目】亞硝酰氯(ClNO)是有機物合成中的重要試劑,其沸點為-5.5℃,易水解。已知:AgNO2微溶于水,能溶于硝酸,AgNO2+HNO3=AgNO3 +HNO2,某學習小組在實驗室用Cl2和NO制備ClNO并測定其純度,相關實驗裝置如圖所示。

(1)制備Cl2的發(fā)生裝置可以選用___________(填字母代號)裝置,發(fā)生反應的離子方程式為___________。

(2)欲收集一瓶干燥的氯氣,選擇合適的裝置,其連接順序為 a→________________(按氣流方向,用小寫字母表示)。

(3)實驗室可用圖示裝置制備亞硝酰氯:

①實驗室也可用 B 裝置制備 NO , X裝置的優(yōu)點為___________________________________。

②檢驗裝置氣密性并裝入藥品,打開K2,然后再打開K3,通入一段時間氣體,其目的是____________,然后進行其他操作,當Z中有一定量液體生成時,停止實驗。

(4)已知:ClNO 與H2O反應生成HNO2和 HCl。

①設計實驗證明 HNO2是弱酸:_____________。(僅提供的試劑:1 molL-1鹽酸、 1 molL-1HNO2溶液、 NaNO2溶液、紅色石蕊試紙、藍色石蕊試紙)。

②通過以下實驗測定ClNO樣品的純度。取Z中所得液體m g 溶于水,配制成250 mL 溶液;取出25.00 mL樣品溶于錐形瓶中,以K2CrO4溶液為指示劑,用c molL-1 AgNO3標準溶液滴定至終點,消耗標準溶液的體積為20.00mL。滴定終點的現(xiàn)象是__________,亞硝酰氯(ClNO)的質(zhì)量分數(shù)為_________。(已知: Ag2CrO4為磚紅色固體; Ksp(AgCl)=1.56×10-10,Ksp(Ag2CrO4)=1×10-12)

【答案】A(或B MnO2+4H++2Cl-Mn2++ Cl2+2H2O(或2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O f→g→c→b→d→e→j→h 隨開隨用,隨關隨停 排干凈三頸燒瓶中的空氣 用玻璃棒蘸取NaNO2溶液,點在紅色石蕊試紙中央,若試紙變藍,說明HNO2是弱酸 滴入最后一滴標準液,生成磚紅色沉淀,且半分鐘內(nèi)無變化

【解析】

1)二氧化錳和濃鹽酸加熱下制備氯氣,發(fā)生裝置屬于固液加熱型的(或KMnO4與濃鹽酸常溫下制備Cl2)。

2)制得的氯氣中會混有水蒸氣和氯化氫,用飽和食鹽水除氯化氫,濃硫酸吸收水分,用向上排空氣法收集氯氣,最后進行尾氣處理。

3)①實驗室也可用 B 裝置制備 NO,X裝置的優(yōu)點為隨開隨用,隨關隨停。

②通入一段時間氣體,其目的是把三頸燒瓶中的空氣排盡,防止NO被空氣中的氧氣氧化。

4)①要證明HNO2是弱酸可證明HNO2中存在電離平衡或證明NaNO2能發(fā)生水解,結(jié)合題給試劑分析。

②以K2CrO4溶液為指示劑,用c molL-1 AgNO3標準溶液滴定至終點,滴定終點的現(xiàn)象是:滴入最后一滴標準液,生成磚紅色沉淀,且半分鐘內(nèi)無變化;根據(jù)(ClNO)=n(Cl-)=n(Ag+),然后結(jié)合m=n×M來計算。

1)可以用二氧化錳和濃鹽酸加熱下制備氯氣,發(fā)生裝置屬于固液加熱型的,反應的化學方程式為MnO2+4HCl() MnCl2+Cl2↑+2H2O,離子方程式為:MnO2+4H++2Cl-Mn2++ Cl2↑+2H2O,(或用KMnO4與濃鹽酸常溫下制備Cl2,發(fā)生裝置屬于固液不加熱型,反應的離子方程式為2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O)故答案為:A(或B);MnO2+4H++2Cl-Mn2++ Cl2↑+2H2O(或2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O)。

2)制得的氯氣中會混有水蒸氣和氯化氫,用飽和食鹽水除氯化氫,濃硫酸吸收水分,用向上排空氣法收集氯氣,最后進行尾氣處理,故其連接順序為 f→g→c→b→d→e→j→h;故答案為:f→g→c→b→d→e→j→h。

3)①實驗室也可用 B 裝置制備 NO ,X裝置的優(yōu)點為隨開隨用,隨關隨停,故答案為:隨開隨用,隨關隨停。

②檢驗裝置氣密性并裝入藥品,打開K2,然后再打開K3,通入一段時間氣體,其目的是把三頸燒瓶中的空氣排盡,防止NO被空氣中的氧氣氧化,故答案為:排干凈三頸燒瓶中的空氣;

4)①要證明HNO2是弱酸可證明HNO2中存在電離平衡或證明NaNO2能發(fā)生水解,根據(jù)題目提供的試劑,應證明NaNO2溶液呈堿性;故設計的實驗方案為:用玻璃棒蘸取NaNO2溶液,點在紅色石蕊試紙中央,若試紙變藍,說明HNO2是弱酸,故答案為:用玻璃棒蘸取NaNO2溶液,點在紅色石蕊試紙中央,若試紙變藍,說明HNO2是弱酸。

②以K2CrO4溶液為指示劑,用c molL-1 AgNO3標準溶液滴定至終點,滴定終點的現(xiàn)象是:滴入最后一滴標準液,生成磚紅色沉淀,且半分鐘內(nèi)無變化;取Z中所得液體m g 溶于水,配制成250 mL 溶液;取出25.00 mL中滿足:n(ClNO)=n(Cl-)=n(Ag+)=c×0.02L=0.02cmol,則250mL溶液中n(ClNO)=0.2cmol,mClNO=n×M=0.2cmol×65.5g/mol=13.1cg,亞硝酞氯(ClNO)的質(zhì)量分數(shù)為(13.1cg÷m g)×100=%,故答案為:滴入最后一滴標準液,生成磚紅色沉淀,且半分鐘內(nèi)無變化;

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D.密閉容器中總壓強保持不變

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