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(cè)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)?a→________________(按氣流方向，用小寫字母表示)。

(3)實(shí)驗(yàn)室可用圖示裝置制備亞硝酰氯：

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(kāi)K2，然后再打開(kāi)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(guò)以下實(shí)驗(yàn)測(cè)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-+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O） f→g→c→b→d→e→j→h 隨開(kāi)隨用，隨關(guān)隨停 排干凈三頸燒瓶中的空氣 用玻璃棒蘸取NaNO2溶液，點(diǎn)在紅色石蕊試紙中央，若試紙變藍(lán)，說(shuō)明HNO2是弱酸 滴入最后一滴標(biāo)準(zhǔn)液，生成磚紅色沉淀，且半分鐘內(nèi)無(wú)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(huì)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(jìn)行尾氣處理。

（3）①實(shí)驗(yàn)室也可用 B 裝置制備 NO，X裝置的優(yōu)點(diǎn)為隨開(kāi)隨用，隨關(guān)隨停。

②通入一段時(shí)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(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)，滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是：滴入最后一滴標(biāo)準(zhǔn)液，生成磚紅色沉淀，且半分鐘內(nèi)無(wú)變化；根據(jù)(ClNO)=n(Cl-)=n(Ag+)，然后結(jié)合m=n×M來(lái)計(jì)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(yīng)的化學(xué)方程式為MnO2+4HCl(濃) 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(yīng)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(huì)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(jìn)行尾氣處理，故其連接順序?yàn)?/span> f→g→c→b→d→e→j→h；故答案為：f→g→c→b→d→e→j→h。

（3）①實(shí)驗(yàn)室也可用 B 裝置制備 NO ，X裝置的優(yōu)點(diǎn)為隨開(kāi)隨用，隨關(guān)隨停，故答案為：隨開(kāi)隨用，隨關(guān)隨停。

②檢驗(yàn)裝置氣密性并裝入藥品，打開(kāi)K2，然后再打開(kāi)K3，通入一段時(shí)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(yīng)證明NaNO2溶液呈堿性；故設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案為：用玻璃棒蘸取NaNO2溶液，點(diǎn)在紅色石蕊試紙中央，若試紙變藍(lán)，說(shuō)明HNO2是弱酸，故答案為：用玻璃棒蘸取NaNO2溶液，點(diǎn)在紅色石蕊試紙中央，若試紙變藍(lán)，說(shuō)明HNO2是弱酸。

②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)，滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是：滴入最后一滴標(biāo)準(zhǔn)液，生成磚紅色沉淀，且半分鐘內(nèi)無(wú)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，m（ClNO）=n×M=0.2cmol×65.5g/mol=13.1cg，亞硝酞氯(ClNO)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(13.1cg÷m g)×100％=％，故答案為：滴入最后一滴標(biāo)準(zhǔn)液，生成磚紅色沉淀，且半分鐘內(nèi)無(wú)變化；％