Question

亚硝酰氯(NOCl)是一种黄色气体，熔点为-64.5℃，沸点为-5.5℃，遇水易水解，生成两种酸，可用于合成清洁剂、触媒剂及中间体等．某化学兴趣小组按下图装置用Cl₂和NO制备NOCl。回答下列相关问题：

(1)仪器a的名称是__________，装置甲中反应的离子方程式是__________。

(2)装置乙中的试剂是__________(写名称）。实验开始时，先打开活塞K，当观察到装置丙中出现__________。（填现象）时再缓缓通入Cl₂。

(3)装置丙中的试剂是__________，装置丙的作用有：使两种气体充分混合、通过观察产生气泡的速度控制气体的比例和__________。

(4)装置丁中生成NOCl的化学方程式是__________，装置丁中冰盐水的作用是__________。

(5)工业制得的NOCl中常含有少量N₂O₄杂质，为测定产品纯度进行如下实验：称取1.441g样品溶于适量的NaOH溶液中，加入几滴K₂CrO₄溶液作指示剂，用硝酸酸化的0.4000mol•L^-1，AgNO₃溶液滴定至产生砖红色沉淀，消耗AgNO₃溶液的体积为25.00mL，，则NOCl的质量分数为__________％（保留2位小数):如果滴定终点读数时俯视，则测得的NOCl的质量分数会__________（填“偏大”或“偏小”)(Ag₂CrO₄为砖红色沉淀，指示到达滴定终点。）

Answer

圆底烧瓶 Cu+4H++2=Cu2+2NO2↑+2H2O 水 气体由红棕色转换为无色 浓硫酸 干操NO和Cl2两种气体 2NO+Cl2==2NOCl 冷凝并收集NOCl 45.45 偏小

【解析】

氯气与一氧化氮在常温常压下合成NOCl：甲装置用铜和浓硝酸反应制备NO2，通入乙装置水中转化为NO，制得的NO中混有水蒸气，要用浓硫酸等干燥剂干燥，将纯净的氯气和NO干燥后在装置丁中发生反应，在冰盐中冷凝收集NOCl。氯气、NO以及NOCl均不能排放到空气中，要进行尾气处理，据此分析解答。

(1)据图可知，仪器a是圆底烧瓶；装置甲中Cu与浓硝酸反应生成硝酸铜、NO2和水，反应的离子方程式为Cu+4H++2=Cu2+2NO2↑+2H2O；

(2)根据分析可知，铜和浓硝酸反应生成NO2，装置乙中的试剂是水，发生反应3NO2+H2O=2HNO3+NO，将NO2转化为NO；实验开始时，要先将装置中的空气排出，则先打开活塞K，当观察到装置丙中气体由红棕色转换为无色时，再缓缓通入Cl2；

(3) 装置乙制得的NO中混有水蒸气，要用干燥剂干燥后才能和氯气反应，则装置丙中的试剂是浓硫酸；装置丙中浓硫酸的作用有：使两种气体充分混合、通过观察产生气泡的速度控制气体的比例，还可以干操NO和Cl2两种气体，以防生成的亚硝酰氯水解；

(4)在装置丁中氯气和NO反应生成NOCl，化学方程式为2NO+Cl2==2NOCl；装置丁中冰盐水的作用是冷凝并收集NOCl；

(5) NOCl在NaOH溶液中生成氯化钠和NaNO2，氯化钠与硝酸酸化的AgNO3溶液反应生成AgCl沉淀，根据Cl、Ag原子守恒有：NOCl∼NaCl∼AgCl∼AgNO3，n(NOCl)=(AgNO3)=0.4000mol/L×25.00×10−3L=0.01mol，m(NOCl)=nM=0.01mol×65.5g/mol=0.655g，NOCl的质量分数==45.45%；如果滴定终点读数时俯视，则滴定过程中读取AgNO3溶液的体积偏小，导致n(NOCl)和m(NOCl)偏小，测得的NOCl的质量分数会偏小。