Question

【題目】亞硝酰氯(ClNO)是有機物合成中的重要試劑，其沸點為 -5.5℃，易水解。已知：AgNO2 微溶于水，能溶于硝酸，AgNO2+HNO3=AgNO3 +HNO2，某學習小組在實驗室用Cl2和NO制備ClNO并測定其純度，相關實驗裝置如圖所示。

（1）制備 Cl2 的發生裝置可以選用 _________ (填字母代號)裝置，發生反應的離子方程式為________________________________________ 。

（2）欲收集一瓶干燥的氯氣，選擇合適的裝置，其連接順序為 a→_______→______→ _____→________→_______→______→______→______。(按氣流方向，用小寫字母表示，根據需要填，可以不填滿，也可補充)。

（3）實驗室可用下圖示裝置制備亞硝酰氯。其反應原理為：Cl2+2NO=2ClNO

①實驗室也可用 B 裝置制備 NO ， X 裝置的優點為___________________ 。

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

（4）已知：ClNO 與 H2O 反應生成 HNO2 和 HCl。

①設計實驗證明 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、藍色石蕊試紙)。

②通過以下實驗測定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標準溶液滴定至終點，消耗標準溶液的體積為 20.00mL。滴定終點的現象是_____亞硝酰氯(ClNO)的質量分數為 _________。(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 排除裝置內空氣的干擾，可以隨開隨用，隨關隨停 排干凈三頸瓶中的空氣 用玻璃棒蘸取NaNO2溶液，點在紅色石蕊試紙上，試紙變藍，說明HNO2是弱酸 滴入最后一滴標準溶液，溶液中生成磚紅色沉淀且半分鐘內無變化，說明反應達到終點

【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，導氣管均長進短出，氯氣密度比空氣大，選擇導氣管長進短出的收集方法，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空氣的干擾，可以隨開隨用，隨關隨停；②通入一段時間氣體，其目的是排空氣；

⑷①用鹽溶液顯堿性來驗證HNO2是弱酸；

②以K2CrO4溶液為指示劑，根據溶度積得出AgNO3先與氯離子生成氯化銀白色沉淀，過量硝酸銀和K2CrO4反應生成磚紅色，再根據ClNO—HCl—AgNO3關系式得到計算ClNO物質的量和亞硝酰氯(ClNO)的質量分數。

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，發生的離子反應為：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，導氣管均長進短出，氯氣密度比空氣大，選擇導氣管長進短出的收集方法，最后用堿石灰吸收多余的氯氣，防止污染空氣，故導氣管連接順序為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空氣的干擾，可以隨開隨用，隨關隨停，故答案為：排除裝置內空氣的干擾，可以隨開隨用，隨關隨停；

②檢驗裝置氣密性并裝入藥品，打開K2，然后再打開K3，通入一段時間氣體，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，則說明亞硝酸為弱酸，故答案為：用玻璃棒蘸取NaNO2溶液，點在紅色石蕊試紙上，試紙變藍，說明HNO2是弱酸；

②以K2CrO4溶液為指示劑，根據溶度積得出AgNO3先與氯離子生成氯化銀白色沉淀，過量硝酸銀和K2CrO4反應生成磚紅色，因此滴定終點的現象是：滴入最后一滴標準溶液，溶液中生成磚紅色沉淀且半分鐘內無變化，說明反應達到終點；根據ClNO—HCl—AgNO3關系式得到25.00 mL 樣品溶液中ClNO物質的量為n(ClNO) = n(AgNO3) = c molL1×0.02L = 0.02cmol，亞硝酰氯(ClNO)的質量分數為 ，故答案為：滴入最后一滴標準溶液，溶液中生成磚紅色沉淀且半分鐘內無變化，說明反應達到終點；。