Question

亚硝酰氯(ClNO)是有机物合成中的重要试剂，可由NO与Cl₂在常温常压下反应得到。ClNO部分性质如下：黄色气体，熔点：-59.6℃，沸点：-6.4℃，遇水易水解。某研究性学习小组根据亚硝酰氯(ClNO)性质拟在通风橱中制取亚硝酰氯，设计了如下实验装置。_、

试回答下列问题：

（1）写出实验室利用装置A制备Cl₂的离子反应方程式___。

（2）装置B的作用是①__，②___。

（3）若用A装置制取NO气体，B中应该盛放__。

（4）为使NO和Cl₂恰好完全反应生成ClNO，理论上向E中通入NO和Cl₂两种气体的流速比为__。

（5）装置H吸收尾气，有同学认为尾气中的某种气体不能完全被吸收。为了充分吸收尾气，可将尾气与__同时通入NaOH溶液中。

（6）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：1mol•L^-1HCl、1mol•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F中所得液体3.0g溶于水，配制成250mL溶液；取出25.00mL样品溶液置于锥形瓶中，用0.20mol•L^-1AgNO₃标准溶液滴定至终点，根据表中所给信息，应选用___做指示剂。

物质	Ag2CrO4	AgCl	AgI	Ag2S
颜色	砖红色	白色	黄色	黑色
Ksp	1×10^-12	1.56×10^-10	8.3×10^-17	6.3×10^-50

消耗标准AgNO₃溶液的体积为20.00ml，亚硝酰氯(ClNO)的质量分数为__。

Answer

MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O 除去挥发的HCl气体 平衡容器内压强 H2O 2：1 O2 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 K2CrO4溶液 87.3%

【解析】

由题中信息可知，该实验先制备氯气，然后在反应容器中与NO反应生成ClNO，经冰盐冷凝得到液态的ClNO，尾气用氢氧化钠溶液吸收。测定样品纯度时，根据守恒法可以找到样品与标准溶液之间的关系进行计算。

(1)实验室利用装置A、用二氧化锰和浓盐酸共热制备Cl2，该反应离子反应方程式为MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O。

(2)A装置制备的氯气中含有氯化氢气体，反应过程中系统内的压强会发生变化，因此，装置B的作用有两个：①除去挥发的HCl气体；②平衡容器内压强。

(3)若用A装置制取NO气体，装置内的空气可将NO氧化成NO2，由于NO2可以与水反应生成NO，所以B中应该盛放水。

(4)为使NO和Cl2恰好完全反应生成ClNO，根据两者反应的化学方程式2NO+Cl2=2ClNO可知，理论上向E中通入NO和Cl2两种气体的流速比为2：1。

(5)装置H吸收尾气，有同学认为尾气中的某种气体不能完全被吸收，该气体为NO，因为NO不与氢氧化钠溶液反应，也不溶于其中。由于NO和O2按一定比例混合后可以被NaOH溶液完全吸收，因此，为了充分吸收尾气，可将尾气与O2同时通入NaOH溶液中。

(6)①根据弱酸强碱盐水解可以使其溶液显碱性，石蕊遇碱变为红色，再根据所提供的试剂，可以设计证明HNO2是弱酸的方案是：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已知ClNO与H2O反应生成HNO2和HCl。取F中所得液体3.0g溶于水，配制成250mL溶液；取出25.00mL样品溶液置于锥形瓶中，用0.20mol•L-1AgNO3标准溶液滴定至终点，根据表中所给信息可知，AgI 和Ag2S的溶解度均小于AgCl，而Ag2CrO4的溶解度大于AgCl，故应选用K2CrO4溶液（或其他可溶性铬酸盐）做指示剂，当溶液中出现砖红色沉淀时，表明Cl-已沉淀完全。25.00mL样品溶液消耗标准AgNO3溶液的体积为20.00mL，根据Cl原子守恒可得，n(ClNO)= n(AgCl) = n(AgNO3)=20.0010-3L0.20mol•L-1=20.0010-3L0.20mol=4.0010-3mol，则3.0g样品中亚硝酰氯(ClNO)的质量分数为。