Question

【題目】亞硝酰氯(NOCl，熔點：-64.5℃，沸點：-5.5℃)是一種黃色氣體，遇水易反應，生成一種氯化物和兩種常見的氮氧化物，其中一種呈紅棕色。可用于合成清潔劑、觸媒劑及中間體等。實驗室可由氯氣與一氧化氮在常溫常壓下合成。

(1)甲組的同學擬制備原料氣NO和Cl2，制備裝置如圖所示：為制備純凈干燥的氣體，下表中缺少的藥品是：

制備原料	裝置Ⅰ		裝置Ⅱ
	燒瓶中	分液漏斗中
制備純凈Cl2	MnO2	①__	飽和食鹽水
制備純凈NO	Cu	稀硝酸	②__

(2)乙組同學利用甲組制得的NO和Cl2制備NOCl，裝置如圖所示：

①裝置連接順序為a→____（按氣流自左向右方向，用小寫字母表示）。

②為了使氣體充分反應，實驗中先通入Cl2，待裝置Ⅴ中充滿黃綠色氣體時，再將NO緩緩通入，此操作的目的是______(回答一條即可)。

③裝置Ⅴ生成NOCl的化學方程式是________。

④裝置Ⅵ的作用為___，若無該裝置，Ⅷ中NOCl可能發(fā)生反應的化學方程式為__。

(3)丁組同學用以下方法測定亞硝酰氯(NOCl)純度：

取Ⅷ中所得液體m克溶于水，配制成250mL溶液，取出25.00mL，以K2CrO4溶液為指示劑，用cmol/LAgNO3標準溶液滴定至終點，消耗標準溶液的體積為bmL。亞硝酰氯(NOCl)的質(zhì)量分數(shù)為______(用代數(shù)式表示即可)。

Answer 1

【答案】濃鹽酸 水 e→f(或f→e)→c→b→d 可以排盡裝置中的空氣(或答防止NO被裝置中的O2氧化為NO2) Cl2+2NO=2NOCl 防止水蒸氣進入收集裝置和反應器中 2NOCl+H2O=2HCl+NO↑+NO2↑ %

【解析】

(1)在實驗室中用MnO2與濃鹽酸混合加熱制取Cl2，濃鹽酸具有揮發(fā)性，所以生成的氯氣中含有雜質(zhì)HCl，先用飽和食鹽水除去氯氣中的HCl，再通過濃硫酸干燥，得到純凈Cl2；在實驗室中用Cu與稀硝酸混合加熱制取NO，硝酸具有揮發(fā)性，先用水除去NO中的HNO3，再通過濃硫酸干燥，得到純凈NO；

將氯氣和NO干燥后在裝置V中發(fā)生反應，在冰鹽中冷凝收集NOCl，氯氣、NO以及NOCl均不能排放到空氣中，用氫氧化鈉溶液吸收，NOCl遇水易水解，故在收集裝置和尾氣處理裝置之間需加一個干燥裝置，據(jù)此進行解答。

(1)實驗室用濃鹽酸和二氧化錳制取氯氣，氯氣中含有HCl，用飽和食鹽水除去HCl，用濃硫酸除去水蒸氣，所以分液漏斗中是濃鹽酸，裝置II中為飽和食鹽水；實驗室用Cu和稀硝酸制取NO，NO易被氧氣氧化生成NO2，硝酸的揮發(fā)性導致生成的NO含有硝酸，用水吸收硝酸和二氧化氮氣體，所以分液漏斗中是稀硝酸、裝置II中是水；

(2)①將Cl2和NO干燥后在裝置V中發(fā)生反應，在冰鹽中冷凝收集NOCl，Cl2、NO以及NOCl都是大氣污染物，均不能排放到空氣中，用NaOH溶液吸收，但NOCl遇水易發(fā)生水解反應，所以在收集裝置和尾氣處理裝置之間需加一個干燥裝置，故裝置接口為：a→e→f(或f→e)→c→b→d；

②組裝好實驗裝置后應先檢查裝置的氣密性，再裝入藥品。因為實驗室用Cu和稀硝酸制取NO，NO易被氧氣氧化生成NO2；且亞硝酰氯遇水易反應生成一種無氧酸和兩種氮的常見氧化物，所以實驗中要先通入Cl2，待裝置Ⅴ中充滿黃綠色氣體時，再將NO緩緩通入，此操作既可以排盡裝置中的空氣，同時也可以防止NO被裝置中的O2氧化為NO2；

③裝置Ⅴ生成Cl2與NO反應產(chǎn)生NOCl，反應的化學方程式是Cl2+2NO=2NOCl；

④NOCl遇水易水解，故在收集裝置和尾氣處理裝置之間需加一個裝置干燥裝置VI，防止水蒸氣進入反應器和收集裝置中，若無該裝置，Ⅷ中NOCl可能發(fā)生反應的化學方程式為2NOCl+H2O=2HCl+NO↑+NO2↑；

②根據(jù)原子守恒得關(guān)系式NOCl-HCl-AgCl-AgNO3，25.00mL亞硝酰氯水溶液中n(NOCl)=n(HCl)=n(AgNO3)=cmol/L×b×10-3L=bc×10-3mol，則250mL溶液中n(NOCl)=bc×10-2mol，m(NOCl)= bc×10-2mol×65.5g/mol=0.655bcg，因此亞硝酰氯質(zhì)量分數(shù)=×100%=×100%=%。