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【题目】亚硝酰氯(ClNO)是有机物合成中的重要试剂,其沸点为-5.5℃,易水解。已知:AgNO2微溶于水,能溶于硝酸,AgNO2+HNO3=AgNO3 +HNO2,某学习小组在实验室用Cl2和NO制备ClNO并测定其纯度,相关实验装置如图所示。

(1)制备Cl2的发生装置可以选用___________(填字母代号)装置,发生反应的离子方程式为___________

(2)欲收集一瓶干燥的氯气,选择合适的装置,其连接顺序为 a→________________(按气流方向,用小写字母表示)。

(3)实验室可用图示装置制备亚硝酰氯:

①实验室也可用 B 装置制备 NO , X装置的优点为___________________________________

②检验装置气密性并装入药品,打开K2,然后再打开K3,通入一段时间气体,其目的是____________,然后进行其他操作,当Z中有一定量液体生成时,停止实验。

(4)已知:ClNO 与H2O反应生成HNO2和 HCl。

①设计实验证明 HNO2是弱酸:_____________。(仅提供的试剂:1 molL-1盐酸、 1 molL-1HNO2溶液、 NaNO2溶液、红色石蕊试纸、蓝色石蕊试纸)。

②通过以下实验测定ClNO样品的纯度。取Z中所得液体m g 溶于水,配制成250 mL 溶液;取出25.00 mL样品溶于锥形瓶中,以K2CrO4溶液为指示剂,用c molL-1 AgNO3标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液的体积为20.00mL。滴定终点的现象是__________,亚硝酰氯(ClNO)的质量分数为_________。(已知: Ag2CrO4为砖红色固体; Ksp(AgCl)=1.56×10-10,Ksp(Ag2CrO4)=1×10-12)

【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 随开随用,随关随停 排干净三颈烧瓶中的空气 用玻璃棒蘸取NaNO2溶液,点在红色石蕊试纸中央,若试纸变蓝,说明HNO2是弱酸 滴入最后一滴标准液,生成砖红色沉淀,且半分钟内无变化

【解析】

1)二氧化锰和浓盐酸加热下制备氯气,发生装置属于固液加热型的(或KMnO4与浓盐酸常温下制备Cl2)。

2)制得的氯气中会混有水蒸气和氯化氢,用饱和食盐水除氯化氢,浓硫酸吸收水分,用向上排空气法收集氯气,最后进行尾气处理。

3)①实验室也可用 B 装置制备 NO,X装置的优点为随开随用,随关随停。

②通入一段时间气体,其目的是把三颈烧瓶中的空气排尽,防止NO被空气中的氧气氧化。

4)①要证明HNO2是弱酸可证明HNO2中存在电离平衡或证明NaNO2能发生水解,结合题给试剂分析。

②以K2CrO4溶液为指示剂,用c molL-1 AgNO3标准溶液滴定至终点,滴定终点的现象是:滴入最后一滴标准液,生成砖红色沉淀,且半分钟内无变化;根据(ClNO)=n(Cl-)=n(Ag+),然后结合m=n×M来计算。

1)可以用二氧化锰和浓盐酸加热下制备氯气,发生装置属于固液加热型的,反应的化学方程式为MnO2+4HCl() MnCl2+Cl2↑+2H2O,离子方程式为:MnO2+4H++2Cl-Mn2++ Cl2↑+2H2O,(或用KMnO4与浓盐酸常温下制备Cl2,发生装置属于固液不加热型,反应的离子方程式为2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O)故答案为:A(或B);MnO2+4H++2Cl-Mn2++ Cl2↑+2H2O(或2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O)。

2)制得的氯气中会混有水蒸气和氯化氢,用饱和食盐水除氯化氢,浓硫酸吸收水分,用向上排空气法收集氯气,最后进行尾气处理,故其连接顺序为 f→g→c→b→d→e→j→h;故答案为:f→g→c→b→d→e→j→h

3)①实验室也可用 B 装置制备 NO ,X装置的优点为随开随用,随关随停,故答案为:随开随用,随关随停。

②检验装置气密性并装入药品,打开K2,然后再打开K3,通入一段时间气体,其目的是把三颈烧瓶中的空气排尽,防止NO被空气中的氧气氧化,故答案为:排干净三颈烧瓶中的空气;

4)①要证明HNO2是弱酸可证明HNO2中存在电离平衡或证明NaNO2能发生水解,根据题目提供的试剂,应证明NaNO2溶液呈碱性;故设计的实验方案为:用玻璃棒蘸取NaNO2溶液,点在红色石蕊试纸中央,若试纸变蓝,说明HNO2是弱酸,故答案为:用玻璃棒蘸取NaNO2溶液,点在红色石蕊试纸中央,若试纸变蓝,说明HNO2是弱酸。

②以K2CrO4溶液为指示剂,用c molL-1 AgNO3标准溶液滴定至终点,滴定终点的现象是:滴入最后一滴标准液,生成砖红色沉淀,且半分钟内无变化;取Z中所得液体m g 溶于水,配制成250 mL 溶液;取出25.00 mL中满足:n(ClNO)=n(Cl-)=n(Ag+)=c×0.02L=0.02cmol,则250mL溶液中n(ClNO)=0.2cmolmClNO=n×M=0.2cmol×65.5g/mol=13.1cg,亚硝酞氯(ClNO)的质量分数为(13.1cg÷m g)×100=%,故答案为:滴入最后一滴标准液,生成砖红色沉淀,且半分钟内无变化;

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