Question

【題目】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的裝置如下圖所示：

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____。裝置B中盛放的試劑為____；

（2）將上述收集到的Cl2充入D的集氣瓶中，按圖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___________________。

③如果不用裝置E會(huì)引起什么后果_______________

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_____，為了充分吸收尾氣，可將尾氣與____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，其原理如下圖所示，吸收塔中發(fā)生的反應(yīng)為：NO+S2O42+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_________。

②陰極的電極反應(yīng)式為____________。

Answer 1

【答案】MnO2 + 4HCl（濃）MnCl2+Cl2↑+2H2O 飽和食鹽水 2NO +Cl2 =2NOCl F中的水蒸氣進(jìn)入 D 裝置中，會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品水解 NO O2 1:1 2HSO3 +2H++2e=S2O42+2H2O

【解析】

（1）實(shí)驗(yàn)室制取氯氣是利用二氧化錳和濃鹽酸在加熱條件下反應(yīng)生成氯化錳、氯氣和水，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為：MnO2+4HCl（濃）MnCl2+Cl2↑+H2O；濃鹽酸易揮發(fā)，產(chǎn)生的氯氣中含有氯化氫氣體，在裝置B中盛放飽和食鹽水，其作用是除去Cl2中HCl氣體；故答案為：MnO2+4HCl（濃）MnCl2+Cl2↑+H2O；飽和食鹽水。

（2）①NOCl分子中各原子均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，N、O、Cl原子最外層電子數(shù)分別為5、6、7，各需要形成的電子對(duì)為3、2、1，則NOCl的電子式為：；故答案為：。

②裝置D中是先通入的干燥氯氣與干燥的NO反應(yīng)制取NOCl，其發(fā)生的反應(yīng)方程式為：2NO +Cl2 =2NOCl；故答案為：2NO +Cl2 =2NOCl。

③亞硝酰氯(NOCl)遇水易水解，如果不用裝置E則F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。

④氯氣能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，但NO與NaOH溶液不反應(yīng)，也不溶于水，則裝置F不能有效吸收尾氣中的NO氣體；由于NaOH溶液能吸收NO2，為了充分吸收尾氣，可將尾氣與氧氣同時(shí)通入氫氧化鈉溶液中；故答案為：NO；O2。

（3）①吸收塔內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2NO+2S2O42+2H2O=N2+4HSO3，其中氧化劑是NO，還原劑是S2O42，則氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為1：1；故答案為：1:1。

②陰極HSO3得到電子生成S2O42，其電極反應(yīng)式為：2HSO3+2H++2e=S2O42+2H2O；故答案為：2HSO3+2H++2e=S2O42+2H2O。