Question

【题目】NCl3既可用于漂白，又可用于柠檬等水果的熏蒸处理。已知：NCl3熔点为-40℃，沸点为70℃, 95℃以上易爆炸，有刺激性气味，在热水中易水解。实验室可用Cl2和NH4Cl溶液反应制取NCl3。某小组利用如图所示的装置制备NCl3，并探究NCl3的漂白性。

回答下列问题：

（1）仪器M中盛放的试剂为_________。

（2）各装置接口连接的顺序为__________（用小写字母表示）。

（3）当装置B的蒸馏烧瓶中出现较多油状液体后，关闭b处的活塞，应控制水浴加热的温度为_______，装置C的作用为_________。

（4）当装置D的锥形瓶内有较多黄色油状液体出现时，用干燥、洁净的玻璃棒蘸取该液体滴到干燥的红色石蕊试纸上，试纸不褪色；若取该液体滴入50～60℃的热水中，片刻后取该热水再滴到干燥的红色石蕊试纸上，则试纸先变蓝后褪色。结合化学方程式解释该现象：___________________。

（5）在pH=4时电解NH4Cl溶液也可以制得NCl3，然后利用空气流将产物带出电解槽。电解池中产生NCl3的电极为_______（填“阴极”或“阳极”），该电极的电极反应式为________。

（6）NCl3可与NaClO2溶液反应制取ClO2气体，同时产生一种无污染的气体，该反应的化学方程式为__________________。

Answer 1

【答案】 浓盐酸 a、b、c、e、f、d 70～95℃ 吸收尾气HCl并防止倒吸 在热水中发生的反应为NCl3＋3H2O3HClO+NH3↑, NCl3本身无漂白性，但在热水中会水解生成NH3·H2O 使红色石蕊试纸变蓝，而生成的HClO又使其褪色 阳极 3Cl-+NH4+-6e―=NCl3+4H+ 2NCl3＋6NaClO=6ClO2↑＋6NaCl＋N2↑

【解析】（1）A装置制备氯气，因此仪器M中盛放的试剂为浓盐酸；（2）A装置制备氯气，制备的氯气中含有HCl、水蒸气，用饱和食盐水除去HCl，B装置中Cl2与NH4Cl水溶液在低温下反应得到NCl3，加热蒸馏，再冷凝收集NCl3，最后用氢氧化钠溶液吸收尾气，防止污染空气，故仪器接口连接的顺序为：a、b、c、e、f、d；（3）由于NCl3熔点为-40℃，沸点为70℃, 95℃以上易爆炸，有刺激性气味，在热水中易水解，所以应控制水浴加热的温度为70～95℃，氯气、氯化氢都能引起空气污染，不能直接排放，可以用氢氧化钠溶液吸收，所以装置C的作用为吸收尾气HCl并防止倒吸；（4）NCl3本身无漂白性，与水反应生成次氯酸和氨气，化学方程式：NCl3＋3H2O3HClO+NH3↑，氨气与水反应生成一水合氨，一水合氨电离出氢氧根离子，溶液显碱性，使红色石蕊试纸变蓝，生成的HClO又使其漂白褪色；（5）在pH=4时电解NH4Cl溶液也可以制得NCl3，氮元素化合价从－3价升高到＋3价，发生失去电子的氧化反应，则电解池中产生NCl3的电极为阳极，该电极的电极反应式为3Cl－+NH4+-6e－=NCl3+4H+。（6）NCl3可与NaClO2溶液反应制取ClO2气体，同时产生一种无污染的气体，根据原子守恒可知该气体是氮气，反应的方程式为2NCl3＋6NaClO=6ClO2↑＋6NaCl＋N2↑。