Question

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 mol•L^-1盐酸、 1 mol•L^-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 mol•L^-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； K_sp(AgCl)＝1.56×10^-10，K_sp(Ag₂CrO₄)＝1×10^-12)

Answer

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 mol•L-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(浓) 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 mol•L-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)=0.2cmol，m（ClNO）=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；％