Question

亚硝酰氯（ClNO）常用于合成洗涤剂、触媒及用作中间体，某学习小组在实验室用Cl₂与NO制备ClNO并测定其纯度，进行如下实验（夹持装置略去）。

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氯化物和两种氮的常见氧化物，其中一种呈红棕色。

请回答下列问题：

Ⅰ．Cl₂的制备：舍勒发现氯气的方法至今还是实验室制取氯气的主要方法之一。

（1）该方法可以选择上图中的______（填字母标号）为Cl₂发生装置，该反应中被氧化与被还原物质的物质的量之比为______。

（2）欲收集一瓶纯净干燥的氯气，选择上图中的装置，其连接顺序为：a→______→i→h（按气流方向填小写字母标号）。

Ⅱ．亚硝酰氯（ClNO）的制备、实验室可用下图装置制备亚硝酰氯（ClNO）：

（3）实验室也可用B装置制备NO，与B装置相比，使用X 装置的优点为______。

（4）组装好实验装置后应先______，然后装入药品。一段时间后，两种气体在Z中反应的现象为______。

III．亚硝酰氯（ClNO）纯度的测定：将所得亚硝酰氯（ClNO）产品13.10 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0.8 mol·L^-1AgNO₃标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液的体积为 22.50 mL。（已知：Ag₂CrO₄为砖红色固体）

（5）亚硝酰氯（ClNO）与水反应的离子方程式为______。

（6）亚硝酰氯（ClNO）的质量分数为______。（保留两位有效数字）

Answer

C 2∶1 g→f→e→d→c→b 排除装置内空气的干扰，可以随开随用，随关随停 检查装置的气密性 出现红褐色液体 2ClNO + H2O == 2H+ + 2Cl- + NO↑+ NO2↑ 90%

【解析】（1）实验室制取氯气的方法是将二氧化锰固体与浓盐酸混合加热，所以选取的装置为C。该反应中有2mol HCl被氧化为1mol Cl2，有1mol MnO2被还原为Mn2+，所以被氧化与被还原物质的物质的量之比为2:1。

（2）制取的氯气应该先过饱和食盐水除去氯化氢，过浓硫酸干燥，再收集（氯气密度大于空气，应该长进短出），所以顺序为：a→g→f→e→d→c→b→i→h。

（3）X可以从U形管的左侧加入硝酸，当硝酸没过铜丝的时候，可以保证装置内没有空气，这样生成的NO比较纯净。当反应需要停止时，可以关闭K1，此时NO气体无法排出，会产生一定气压，使U形管右侧液面下降，当固液分离的时候，反应自动停止。由上，X装置的优点是：排除装置内空气的干扰，可以随开随用，随关随停。

（4）实验的一般步骤是连接装置再检查气密性，再进行实验。一段时间后，两种气体在Z中反应生成亚硝酰氯，而亚硝酰氯是一种红褐色液体，所以现象为Z的三颈瓶中出现红褐色液体。

（5）亚硝酰氯遇水易反应生成一种氯化物（只能是HCl）和两种氮的常见氧化物（NO和NO2），所以反应的离子方程式为：2ClNO + H2O == 2H+ + 2Cl- + NO↑+ NO2↑。

（6）加入的硝酸银为0.8×22.5×10-3＝0.018mol，所以氯离子为0.018mol，根据Cl守恒得到ClNO为0.018mol，考虑到题目是将产品配成250mL溶液，取25mL进行滴定，所以含有的ClNO为0.18mol，质量为0.18×65.5＝11.79g，质量分数为11.79÷13.1＝90%。