Question

亚硝酰氯(ClNO)常用作催化剂和合成洗涤剂，某学习小组在实验室中用下图所示装置制备ClNO。查阅资料：亚硝酰氯(ClNO)的熔点为－64.5℃、沸点为－5.5℃，气态呈黄色，液态时呈红褐色，遇水易反应生成一种氢化物和两种氮的常见氧化物，其中一种呈红棕色。

回答下列问题：

(1)仪器a的名称为________，b的作用是________。

(2)ClNO分子中各原子均满足8电子稳定结构，则ClNO的电子式为__________；ClNO与水反应的化学方程式为__________。

(3)实验开始时，先打开K₁、K₂，关闭K₃，再打开分液漏斗活塞滴入适量稀硝酸，当观察到C中_________________时关闭K₁、K₂；向装置D三颈瓶中通入干燥纯净Cl₂，当瓶中充满黄绿色气体时，再打开K₁、K₃，制备ClNO，D中发生的反应方程式为________。

(4)NO可用间接电化学法除去，其原理如下图所示。电解池阴极的电极反应式为________；吸收塔内发生的离子方程式为_______。

(5)亚硝酰氯(ClNO)纯度的测定：将所得亚硝酰氯(ClNO)产品13.10g溶于水，配制成250mL溶液；取出25.00mL，以K₂CrO₄溶液为指示剂，用0.87mol·L^-1AgNO₃标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液的体积为 20.00mL。(已知：Ag₂CrO₄为砖红色固体)，则亚硝酰氯(ClNO)的质量分数为________。

Answer

长颈漏斗 防止空气中的水蒸气进入三颈烧瓶，以免ClNO发生水解 2ClNO+H2O=2HCl+NO+NO2 红棕色完全消失 Cl2+2NO=2ClNO 2+2e-+2H+=+2H2O 2NO+2+2H2O=N2+4 87%

【解析】

本实验的目的是制备ClNO，该物质易与水反应，所以制备过程要保持干燥；装置A中利用铜和稀硝酸反应生成NO，装置B中盛水可以除去可能产生的NO2，装置C对NO进行干燥，之后进入装置D中与干燥纯净氯气在冰盐水浴条件下反应生成ClNO，b装置可以防止空气中的水蒸气进入反应装置是ClNO水解；实验时，需先打开K1、K2，关闭K3，再打开分液漏斗活塞滴入适量稀硝酸，利用产生的NO将装置中的空气排尽，NO易被氧气氧化成NO2，当观察到C中红棕色气体NO2完全消失后说明装置中空气被排尽，此时装置中充满NO；此时关闭K1、K2，向装置D三颈瓶中通入干燥纯净Cl2，当瓶中充满黄绿色气体时，再打开K1、K3，制备ClNO。

(1)根据仪器a的结构特点可知其为长颈漏斗；装置b可以防止空气中的水蒸气进入三颈烧瓶，以免ClNO发生水解；

(2)ClNO分子中各原子均满足8电子稳定结构，说明Cl与其他原子共用一对电子，N与其他原子共用3对电子，O与其他原子共用2对电子，所以电子式为；ClNO遇水易反应生成一种氢化物和两种氮的常见氧化物，其中一种呈红棕色，说明其中一种为NO2，另一种应为NO，氢化物为HCl，根据元素守恒可得化学方程式为2ClNO+H2O=2HCl+NO+NO2；

(3)根据分析可知当观察到C中红棕色完全消失时关闭K1、K2；D中为Cl2与NO反应生成ClNO的反应，化学方程式为Cl2+2NO=2ClNO；

(4)据图可知阴极得电子发生还原反应生成，根据电荷守恒可得电极反应式为+2e-+2H+=+2H2O；吸收塔内将NO还原为N2，自身被还原为，根据电子守恒可得离子方程式为2NO+2+2H2O=N2+4；

(5)亚硝酰氯溶于水可以产生氯离子，氯离子和银离子发生反应：Clˉ+Ag+=AgCl，滴定终点氯离子完全反应，银离子与CrO生成砖红色沉淀，根据元素守恒25.00mL溶液中n(ClNO)=n(Clˉ)=n(Ag+)=0.87mol/L×0.02L=0.0174mol，则样品中n(ClNO)=0.0174mol×=0.174mol，所以纯度为=87%。