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，根据需要填，可以不填满，也可补充)。

（3）实验室可用下图示装置制备亚硝酰氯。其反应原理为：Cl₂+2NO=2ClNO

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－+16H++10Cl－=2Mn2++5Cl2↑+8H2O) f g c b d e j h 排除装置内空气的干扰，可以随开随用，随关随停 排干净三颈瓶中的空气 用玻璃棒蘸取NaNO2溶液，点在红色石蕊试纸上，试纸变蓝，说明HNO2是弱酸 滴入最后一滴标准溶液，溶液中生成砖红色沉淀且半分钟内无变化，说明反应达到终点

【解析】

⑴制取氯气可以用二氧化锰与浓盐酸加热制得，也可以用高锰酸钾和浓盐酸；

⑵制得的氯气混有HCl和水蒸气，依次用饱和食盐水、浓硫酸除去，为保证除杂彻底，导气管均长进短出，氯气密度比空气大，选择导气管长进短出的收集方法，最后用碱石灰吸收多余的氯气，防止污染空气；

⑶①X装置可以排除装置内空气的干扰，可以随开随用，随关随停；②通入一段时间气体，其目的是排空气；

⑷①用盐溶液显碱性来验证HNO2是弱酸；

②以K2CrO4溶液为指示剂，根据溶度积得出AgNO3先与氯离子生成氯化银白色沉淀，过量硝酸银和K2CrO4反应生成砖红色，再根据ClNO—HCl—AgNO3关系式得到计算ClNO物质的量和亚硝酰氯(ClNO)的质量分数。

⑴制取氯气可以用二氧化锰与浓盐酸加热制得，选择A，也可以用高锰酸钾和浓盐酸，选择B，发生的离子反应为：MnO2+4H++2Cl－ Mn2++Cl2↑+2H2O或2MnO4－+16H++10Cl－=2Mn2++5Cl2↑+8H2O，故答案为：A(或B)；MnO2+4H++2Cl－ Mn2++Cl2↑+2H2O(或2MnO4－+16H++10Cl－=2Mn2++5Cl2↑+8H2O)；

⑵制得的氯气混有HCl和水蒸气，依次用饱和食盐水、浓硫酸除去，为保证除杂彻底，导气管均长进短出，氯气密度比空气大，选择导气管长进短出的收集方法，最后用碱石灰吸收多余的氯气，防止污染空气，故导气管连接顺序为a→f→g→c→b→d→e→j→h，故答案为：f；g；c；b；d；e；j；h；

⑶①用B装置制备NO，与之相比X装置可以排除装置内空气的干扰，可以随开随用，随关随停，故答案为：排除装置内空气的干扰，可以随开随用，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，其目的是排干净三颈瓶中的空气，故答案为：排干净三颈瓶中的空气；

⑷①若亚硝酸为弱酸，则亚硝酸盐水解呈若碱性，即使用玻璃棒蘸取NaNO2溶液涂抹于红色的石蕊试纸上，若试纸变蓝，则说明亚硝酸为弱酸，故答案为：用玻璃棒蘸取NaNO2溶液，点在红色石蕊试纸上，试纸变蓝，说明HNO2是弱酸；

②以K2CrO4溶液为指示剂，根据溶度积得出AgNO3先与氯离子生成氯化银白色沉淀，过量硝酸银和K2CrO4反应生成砖红色，因此滴定终点的现象是：滴入最后一滴标准溶液，溶液中生成砖红色沉淀且半分钟内无变化，说明反应达到终点；根据ClNO—HCl—AgNO3关系式得到25.00 mL 样品溶液中ClNO物质的量为n(ClNO) = n(AgNO3) = c mol∙L−1×0.02L = 0.02cmol，亚硝酰氯(ClNO)的质量分数为 ，故答案为：滴入最后一滴标准溶液，溶液中生成砖红色沉淀且半分钟内无变化，说明反应达到终点；。