Question

【題目】亞硝酰氯（NOCl)是一種紅褐色液體或黃色氣體，熔點-64.5℃，沸點-5.5℃，遇水易水解。它是有機合成中的重要試劑，可由NO與Cl2在常溫常壓下合成，某化學興趣小組設計如圖裝置制備NOC1。回答下列相關問題：

（1）NOCl分子中各原子均滿足8電子穩定結構，NOCl的電子式為___。

（2）裝置乙中的液體為___，裝置丙作用是___。

（3）實驗時，先通入Cl2，觀察到丁中燒瓶內充滿黃綠色氣體時，再通入NO，這樣操作目的是___。待丁中燒瓶內有一定量液體生成時，停止實驗。

（4)上述裝置設計有一不妥之處，理由是___（用化學方程式表示)。

（5）測定NOCl的純度：取所得產物a g溶于水，配制成250mL溶液；取25.00mL于錐形瓶中，以K2Cr2O7溶液為指示劑，用c mol·L-1 AgNO3標準溶液滴定至終點，消耗標準溶液的體積為24.00mL。滴定終點的現象是___，亞硝酰氯（NOCl）的純度為___。（Ag2CrO4磚紅色：Ksp(AgCl)=1.56x10-10，Ksp(Ag2CrO4)=1.0x10-12，Ksp(AgNO2)=5.86×10-4)。

Answer 1

【答案】 水 干燥Cl2和NO，混合Cl2和NO，并通過觀察氣泡調節通入的流速使Cl2和NO的量接近1：2 排盡裝置內的空氣，防止NO被氧化 NOCl+H2O=HNO2+HCl 滴入最后一滴標準液，生成磚紅色沉淀，且半分鐘無變化 ×100%

【解析】

甲中稀硝酸和Cu反應產生NO；硝酸易揮發，NO中混有HNO3，將混合氣體通過盛有水的乙除去HNO3；將NO和Cl2通入丙中進行干燥、混合，同時通過氣泡速率控制NO和Cl2的量；NO和Cl2在丁裝置的燒瓶中反應得NOCl，用冰鹽水冷凝得NOCl液體，用戊吸收尾氣，據此解答。

(1)NOCl分子中各原子均滿足8電子穩定結構，則NOCl的電子式為，故答案為：；

(2)乙的作用是吸收NO中混有的HNO3，HNO3易溶于水，NO不溶于水，可用水吸收NO中混有的HNO3；NOCl遇水水解，在制備NOCl之前應將水吸收干燥，可盛放濃硫酸。同時裝置乙可將NO和Cl2混合，根據原子守恒可知：Cl2和NO物質的量之比為1:2時恰好完全反應，可以通過觀察丙中氣泡調節通入的流速使Cl2和NO的量接近1：2，故答案為：水；干燥Cl2和NO，混合Cl2和NO，并通過觀察氣泡調節通入的流速使Cl2和NO的量接近1：2；

(3)實驗之前，裝置內有空氣，NO能被空氣中的氧氣迅速氧化，為防止NO被氧氣氧化，實驗時，先通入Cl2，觀察到丁中燒瓶內充滿黃綠色氣體時，空氣被排盡，此時再通入NO，故答案為：排盡裝置內的空氣，防止NO被氧化；

(4)戊裝置中有水，水蒸氣進入裝置丁的燒瓶中使NOCl水解，發生的反應為：NOCl+H2O=HNO2+HCl，故答案為：NOCl+H2O=HNO2+HCl；

(5)Ksp(AgCl)=1.56x10-10，Ksp(Ag2CrO4)=1.0x10-12，Ksp(AgNO2)=5.86×10-4)，三種飽和溶液中c(Ag+)分別為：c(Ag+)=，c(Ag+)=，c(Ag+)=，即溶解度：AgCl＜Ag2CrO4＜AgNO2，滴加標準AgNO3溶液時，形成沉淀順序：AgCl、Ag2CrO4、AgNO2，所以，當滴入最后一滴標準液，生成磚紅色沉淀，且半分鐘無變化時，到達滴定終點；NOCl溶于水發生的反應為：NOCl+H2O=HNO2+HCl，用AgNO3標準溶液滴定時發生的反應為：HCl+AgNO3=AgCl↓+HNO3，則有如下關系：NOCl~HCl~AgNO3，消耗AgNO3的物質的量=24c×10-3mol，由NOCl~HCl~AgNO3可得：NOCl的物質的量=24c×10-3mol，所以，a g樣品中NOCl的物質的量=24c×10-3mol×=24c×10-2mol，樣品中NOCl的質量=24c×10-2mol×65.5g/mol=15.72c g，所以NOCl的純度=×100%=×100%，故答案為：滴入最后一滴標準液，生成磚紅色沉淀，且半分鐘無變化；×100%。