Question

【題目】興趣小組在實驗室用制備的氯氣與一氧化氮在常溫常壓下合成亞硝酰氯。

【查閱資料】亞硝酰氯(NOCl,熔點：-64.5℃,沸點：-5.5℃)是一種黃色氣體，液體狀態呈紅褐色，遇水易水解。可用于合成清潔劑、觸媒劑及中間體等。對眼睛、皮膚和粘膜有強烈刺激性，具有類似氯氣和氮氧化物的毒作用。冰水中加入NaCl可降低溫度。

【原料制備】在實驗室分別制備原料氣NO和Cl2。

(1)用如下裝置制備純凈干燥的氣體，請補充下表中各儀器中的試劑_______。

【合成亞硝酰氯】利用制得的NO和Cl2制備NOCl,裝置如圖所示：

(2)裝置Ⅳ、Ⅴ除可進一步干燥NO、Cl2外，另一個作用是___________________。

(3)裝置連順序為a→_______________(按氣流自左向右方向,用小寫字母表示)。

(4)裝置Ⅶ的作用是___________________________________。

(5)裝置Ⅸ在實驗時，預期觀察到的現象是__________________________________。

(6)裝置Ⅷ中吸收尾氣時，NOCl發生反應的化學方程式為________________________。

【拓展學習】

(7)查閱資料，得知配制王水(濃硝酸與濃鹽酸的混酸)時會生成亞硝酰氯和氯氣,該反應的化學方程式為__________________________________。

Answer 1

【答案】 ①濃鹽酸 ②飽和食鹽水 ③稀硝酸 ④水 通過觀察氣泡調節氣體的流速 e→f→c→b→d(或f→e→c→b→d) 防止水蒸氣進入反應器 U型管內充滿黃色氣體，并有紅色液體凝結 NOCl+2NaOH=NaCl+NaNO2+H2O HNO3(濃)+3HCl(濃)=NOCl↑+Cl2↑+2H2O

【解析】(1)實驗室用二氧化錳和濃鹽酸加熱反應制備氯氣，分液漏斗中加入①濃鹽酸，生成的氯氣中含有氯化氫、水蒸氣，因此混合氣體進入到裝有飽和食鹽水的裝置II中，以除去氯化氫，因此②中加入飽和食鹽水；實驗室用銅和稀硝酸反應制備一氧化氮，分液漏斗中加入③稀硝酸；由于裝置內有空氣，會有一部分一氧化氮氧化為二氧化氮，因此混合氣體進入盛有④水的裝置II中，除去二氧化氮；正確答案：①濃鹽酸；②飽和食鹽水；③稀硝酸；④水。

(2)裝置Ⅳ、Ⅴ裝有濃硫酸，除可進一步干燥NO、Cl2外，另一個作用是通過觀察氣泡調節氣體的流速；正確答案：通過觀察氣泡調節氣體的流速。

(3)氯氣和一氧化氮混合后在裝置Ⅳ中發生反應生成NOCl，通過a進入到裝置Ⅳ內，進行液化，收集NOCl，多余的尾氣再用堿液吸收的同時，必須用VII裝置吸收水蒸氣，以防止NOCl與水發生水解，所以裝置連順序為a→.e→f→c→b→d(或f→e→c→b→d)；正確答案：e→f→c→b→d(或f→e→c→b→d)。

(4)裝置Ⅶ內裝有無水氯化鈣，其作用是防止水蒸氣進入反應器；正確答案：防止水蒸氣進入反應器。

(5) 已知亞硝酰氯(NOCl,熔點：-64.5℃,沸點：-5.5℃)是一種黃色氣體，液體狀態呈紅褐色，遇水易水解；據此可知裝置Ⅸ在實驗時，預期觀察到的現象：U型管內充滿黃色氣體，并有紅色液體凝結 ；正確答案：U型管內充滿黃色氣體，并有紅色液體凝結。

(6) 裝置Ⅷ中裝有堿液，吸收尾氣時，氫氧化鈉溶液與NOCl發生反應生成氯化鈉和亞硝酸鈉，化學方程式為：NOCl+2NaOH=NaCl+NaNO2+H2O；正確答案：NOCl+2NaOH=NaCl+NaNO2+H2O。

(7)配制王水(濃硝酸與濃鹽酸的混酸)時會生成亞硝酰氯和氯氣,該反應為氧化還原反應，化學方程式為HNO3(濃)+3HCl(濃)=NOCl↑+Cl2↑+2H2O；正確答案：HNO3(濃)+3HCl(濃)=NOCl↑+Cl2↑+2H2O。