Question

亚硝酰氯(ClNO)是一种黄色气体，液体呈红褐色，常用作催化剂和合成洗涤剂，其熔点为－64.5℃，沸点为－5.5℃，遇水反应生成一种氢化物和两种氧化物，与NaOH溶液反应生成两种盐。实验室可由氯气与一氧化氮在常温常压下合成。

(1)甲组的同学拟制备原料气NO和Cl₂，制备装置如图甲所示：

①仪器B的名称为____________。

②若该组同学用KClO₃和浓盐酸制取Cl₂，请写出该反应的离子方程式____________。

(2)乙组同学利用甲组制得的NO和Cl₂制备ClNO，装置如图乙所示：

①装置连接顺序为a→_________(按气流自左向右方向，用小写字母表示)。

②装置IV、V除可进一步干燥NO、Cl₂外，另一个作用是______________。

③装置IX在实验时可观察到的现象是______________________。

(3)丙组同学测定亚硝酰氯的纯度。他们取Z中所得液体3.0 g溶于水，配制成250 mL溶液，取出25.00 mL，以K₂CrO₄溶液为指示剂，用0.2000 mol·L^－1 AgNO₃标准溶液滴定至终点，平均消耗标准溶液的体积为22.50 mL。则亚硝酰氯(ClNO)的质量分数为______________。

Answer

蒸馏烧瓶 ClO+5Clˉ +6H+=3Cl2↑+3H2O efcbd(或fecbd) 通过观察气泡来调整气体的流入速率或控制气体的通入比例 并有红褐色液体凝结 98.25%

【解析】

甲装置制备原料气体氯气和一氧化氮，实验室制备NO，可用稀硝酸与铜在常温下反应，用浓盐酸和二氧化锰在加热条件下制备氯气，用Ⅱ除去HCl，用Ⅲ干燥氯气，然后用向上排空气法收集，乙组同学利用甲组制得的NO和Cl2制备ClNO，ClNO遇水反应发生2NOCl+H2O=2HCl+NO↑+NO2↑，制备ClNO前需要干燥，Cl2与NO在装置Ⅵ中混合反应后，将生成的ClNO导入装置Ⅸ中冷凝收集产品，尾气可用氢氧化钠溶液吸收可防止氯气污染环境，据此分析。

(1) ①根据仪器的形状可知，该装置为蒸馏烧瓶；

②KClO3具有强氧化性，氯离子具有还原性，KClO3和浓盐酸制取Cl2发生的氧化还原反应生成氯气和水，反应的离子方程式为：ClO+5Clˉ +6H+=3Cl2↑+3H2O；

(2)①Cl2与NO在装置Ⅵ中混合反应后，将生成的ClNO导入装置Ⅸ中冷凝收集产品，由于装置Ⅸ两端形状一样，故ef或fe均可；然后将尾气Cl2与NO及少量ClNO通过装置Ⅶ中的无水CaCl2以防止装置Ⅷ中的水蒸气进入装置Ⅸ与产品反应，进气口应大口进小口出，故为cb；最后用装置Ⅷ吸收Cl2、NO及ClNO防止污染空气。故完整的顺序为efcbd(或fecbd)；

②通过观察Cl2与NO在浓硫酸中的气泡，将二者的比例大致控制在1：1；

③熔点为－64.5℃，沸点为－5.5℃，熔沸点较低，ClNO经冰盐冷凝后凝结为红褐色液体；

(3)ClNO与水发生反应：2ClNO+H2O=2HCl+NO↑+NO2↑。滴定时：Clˉ + Ag+ = AgCl↓。据此有：n(ClNO)=n(AgCl)=0.2000mol•L-1 ×22.50×10ˉ3L/mL×= 0.045mol，则m(ClNO)=0.045mol × 65.5g/mol=2.9475g，故ClNO质量分数为：× 100% = 98.25%。