Question

【題目】亞硝酰氯(ClNO)是有機(jī)物合成中的重要試劑，其沸點(diǎn)為 -5.5℃，易水解。已知：AgNO2 微溶于水，能溶于硝酸，AgNO2+HNO3=AgNO3 +HNO2，某學(xué)習(xí)小組在實(shí)驗(yàn)室用Cl2和NO制備ClNO并測定其純度，相關(guān)實(shí)驗(yàn)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(hào))裝置，發(fā)生反應(yīng)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?yàn)?/span> a→_______→______→ _____→________→_______→______→______→______。(按氣流方向，用小寫字母表示，根據(jù)需要填，可以不填滿，也可補(bǔ)充)。

（3）實(shí)驗(yàn)室可用下圖示裝置制備亞硝酰氯。其反應(yīng)原理為：Cl2+2NO=2ClNO

①實(shí)驗(yàn)室也可用 B 裝置制備 NO ， X 裝置的優(yōu)點(diǎn)為___________________ 。

②檢驗(yàn)裝置氣密性并裝入藥品，打開 K2，然后再打開 K3，通入一段時(shí)間氣體，其目的是 ___________________，然后進(jìn)行其他操作，當(dāng) Z 中有一定量液體生成時(shí)，停止實(shí)驗(yàn)。

（4）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-1 鹽酸、 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 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(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)，消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積為 20.00mL。滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是_____亞硝酰氯(ClNO)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 _________。(已知： Ag2CrO4 為磚紅色固體；Ksp(AgCl)＝1.56×10-10，Ksp(Ag2CrO4)＝1×10-12)

Answer 1

【答案】A(或B) MnO2+4H++2Cl－ Mn2++Cl2↑+2H2O(或2MnO4－+16H++10Cl－=2Mn2++5Cl2↑+8H2O) f g c b d e j h 排除裝置內(nèi)空氣的干擾，可以隨開隨用，隨關(guān)隨停 排干凈三頸瓶中的空氣 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 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)

【解析】

⑴制取氯氣可以用二氧化錳與濃鹽酸加熱制得，也可以用高錳酸鉀和濃鹽酸；

⑵制得的氯氣混有HCl和水蒸氣，依次用飽和食鹽水、濃硫酸除去，為保證除雜徹底，導(dǎo)氣管均長進(jìn)短出，氯氣密度比空氣大，選擇導(dǎo)氣管長進(jìn)短出的收集方法，最后用堿石灰吸收多余的氯氣，防止污染空氣；

⑶①X裝置可以排除裝置內(nèi)空氣的干擾，可以隨開隨用，隨關(guān)隨停；②通入一段時(shí)間氣體，其目的是排空氣；

⑷①用鹽溶液顯堿性來驗(yàn)證HNO2是弱酸；

②以K2CrO4溶液為指示劑，根據(jù)溶度積得出AgNO3先與氯離子生成氯化銀白色沉淀，過量硝酸銀和K2CrO4反應(yīng)生成磚紅色，再根據(jù)ClNO—HCl—AgNO3關(guān)系式得到計(jì)算ClNO物質(zhì)的量和亞硝酰氯(ClNO)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

⑴制取氯氣可以用二氧化錳與濃鹽酸加熱制得，選擇A，也可以用高錳酸鉀和濃鹽酸，選擇B，發(fā)生的離子反應(yīng)為：MnO2+4H++2Cl－ Mn2++Cl2↑+2H2O或2MnO4－+16H++10Cl－=2Mn2++5Cl2↑+8H2O，故答案為：A(或B)；MnO2+4H++2Cl－ Mn2++Cl2↑+2H2O(或2MnO4－+16H++10Cl－=2Mn2++5Cl2↑+8H2O)；

⑵制得的氯氣混有HCl和水蒸氣，依次用飽和食鹽水、濃硫酸除去，為保證除雜徹底，導(dǎo)氣管均長進(jìn)短出，氯氣密度比空氣大，選擇導(dǎo)氣管長進(jìn)短出的收集方法，最后用堿石灰吸收多余的氯氣，防止污染空氣，故導(dǎo)氣管連接順序?yàn)?/span>a→f→g→c→b→d→e→j→h，故答案為：f；g；c；b；d；e；j；h；

⑶①用B裝置制備NO，與之相比X裝置可以排除裝置內(nèi)空氣的干擾，可以隨開隨用，隨關(guān)隨停，故答案為：排除裝置內(nèi)空氣的干擾，可以隨開隨用，隨關(guān)隨停；

②檢驗(yàn)裝置氣密性并裝入藥品，打開K2，然后再打開K3，通入一段時(shí)間氣體，其目的是排干凈三頸瓶中的空氣，故答案為：排干凈三頸瓶中的空氣；

⑷①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，故答案為：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以K2CrO4溶液為指示劑，根據(jù)溶度積得出AgNO3先與氯離子生成氯化銀白色沉淀，過量硝酸銀和K2CrO4反應(yīng)生成磚紅色，因此滴定終點(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)；根據(jù)ClNO—HCl—AgNO3關(guān)系式得到25.00 mL 樣品溶液中ClNO物質(zhì)的量為n(ClNO) = n(AgNO3) = c molL1×0.02L = 0.02cmol，亞硝酰氯(ClNO)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 ，故答案為：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)；。