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）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。

（6）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：1molL-1HCl、1molL-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(cè)定ClNO樣品的純度。取F中所得液體3.0g溶于水，配制成250mL溶液；取出25.00mL樣品溶液置于錐形瓶中，用0.20molL-1AgNO3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。

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 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 87.3%

【解析】

由題中信息可知，該實(shí)驗(yàn)先制備氯氣，然后在反應(yīng)容器中與NO反應(yīng)生成ClNO，經(jīng)冰鹽冷凝得到液態(tài)的ClNO，尾氣用氫氧化鈉溶液吸收。測(cè)定樣品純度時(shí)，根據(jù)守恒法可以找到樣品與標(biāo)準(zhǔn)溶液之間的關(guān)系進(jìn)行計(jì)算。

(1)實(shí)驗(yàn)室利用裝置A、用二氧化錳和濃鹽酸共熱制備Cl2，該反應(yīng)離子反應(yīng)方程式為MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O。

(2)A裝置制備的氯氣中含有氯化氫氣體，反應(yīng)過程中系統(tǒng)內(nèi)的壓強(qiáng)會(huì)發(fā)生變化，因此，裝置B的作用有兩個(gè)：①除去揮發(fā)的HCl氣體；②平衡容器內(nèi)壓強(qiáng)。

(3)若用A裝置制取NO氣體，裝置內(nèi)的空氣可將NO氧化成NO2，由于NO2可以與水反應(yīng)生成NO，所以B中應(yīng)該盛放水。

(4)為使NO和Cl2恰好完全反應(yīng)生成ClNO，根據(jù)兩者反應(yīng)的化學(xué)方程式2NO+Cl2=2ClNO可知，理論上向E中通入NO和Cl2兩種氣體的流速比為2：1。

(5)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，該氣體為NO，因?yàn)镹O不與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，也不溶于其中。由于NO和O2按一定比例混合后可以被NaOH溶液完全吸收，因此，為了充分吸收尾氣，可將尾氣與O2同時(shí)通入NaOH溶液中。

(6)①根據(jù)弱酸強(qiáng)堿鹽水解可以使其溶液顯堿性，石蕊遇堿變?yōu)榧t色，再根據(jù)所提供的試劑，可以設(shè)計(jì)證明HNO2是弱酸的方案是：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。

②已知ClNO與H2O反應(yīng)生成HNO2和HCl。取F中所得液體3.0g溶于水，配制成250mL溶液；取出25.00mL樣品溶液置于錐形瓶中，用0.20molL-1AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)，根據(jù)表中所給信息可知，AgI 和Ag2S的溶解度均小于AgCl，而Ag2CrO4的溶解度大于AgCl，故應(yīng)選用K2CrO4溶液（或其他可溶性鉻酸鹽）做指示劑，當(dāng)溶液中出現(xiàn)磚紅色沉淀時(shí)，表明Cl-已沉淀完全。25.00mL樣品溶液消耗標(biāo)準(zhǔn)AgNO3溶液的體積為20.00mL，根據(jù)Cl原子守恒可得，n(ClNO)= n(AgCl) = n(AgNO3)=20.0010-3L0.20molL-1=20.0010-3L0.20mol=4.0010-3mol，則3.0g樣品中亞硝酰氯(ClNO)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為。