Question

【题目】亚硝酰氯（NOCl)是一种红褐色液体或黄色气体，熔点-64.5℃，沸点-5.5℃，遇水易水解。它是有机合成中的重要试剂，可由NO与Cl2在常温常压下合成，某化学兴趣小组设计如图装置制备NOC1。回答下列相关问题：

（1）NOCl分子中各原子均满足8电子稳定结构，NOCl的电子式为___。

（2）装置乙中的液体为___，装置丙作用是___。

（3）实验时，先通入Cl2，观察到丁中烧瓶内充满黄绿色气体时，再通入NO，这样操作目的是___。待丁中烧瓶内有一定量液体生成时，停止实验。

（4)上述装置设计有一不妥之处，理由是___（用化学方程式表示)。

（5）测定NOCl的纯度：取所得产物a g溶于水，配制成250mL溶液；取25.00mL于锥形瓶中，以K2Cr2O7溶液为指示剂，用c mol·L-1 AgNO3标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液的体积为24.00mL。滴定终点的现象是___，亚硝酰氯（NOCl）的纯度为___。（Ag2CrO4砖红色：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，并通过观察气泡调节通入的流速使Cl2和NO的量接近1：2 排尽装置内的空气，防止NO被氧化 NOCl+H2O=HNO2+HCl 滴入最后一滴标准液，生成砖红色沉淀，且半分钟无变化 ×100%

【解析】

甲中稀硝酸和Cu反应产生NO；硝酸易挥发，NO中混有HNO3，将混合气体通过盛有水的乙除去HNO3；将NO和Cl2通入丙中进行干燥、混合，同时通过气泡速率控制NO和Cl2的量；NO和Cl2在丁装置的烧瓶中反应得NOCl，用冰盐水冷凝得NOCl液体，用戊吸收尾气，据此解答。

(1)NOCl分子中各原子均满足8电子稳定结构，则NOCl的电子式为，故答案为：；

(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，在制备NOCl之前应将水吸收干燥，可盛放浓硫酸。同时装置乙可将NO和Cl2混合，根据原子守恒可知：Cl2和NO物质的量之比为1:2时恰好完全反应，可以通过观察丙中气泡调节通入的流速使Cl2和NO的量接近1：2，故答案为：水；干燥Cl2和NO，混合Cl2和NO，并通过观察气泡调节通入的流速使Cl2和NO的量接近1：2；

(3)实验之前，装置内有空气，NO能被空气中的氧气迅速氧化，为防止NO被氧气氧化，实验时，先通入Cl2，观察到丁中烧瓶内充满黄绿色气体时，空气被排尽，此时再通入NO，故答案为：排尽装置内的空气，防止NO被氧化；

(4)戊装置中有水，水蒸气进入装置丁的烧瓶中使NOCl水解，发生的反应为：NOCl+H2O=HNO2+HCl，故答案为：NOCl+H2O=HNO2+HCl；

(5)Ksp(AgCl)=1.56x10-10，Ksp(Ag2CrO4)=1.0x10-12，Ksp(AgNO2)=5.86×10-4)，三种饱和溶液中c(Ag+)分别为：c(Ag+)=，c(Ag+)=，c(Ag+)=，即溶解度：AgCl＜Ag2CrO4＜AgNO2，滴加标准AgNO3溶液时，形成沉淀顺序：AgCl、Ag2CrO4、AgNO2，所以，当滴入最后一滴标准液，生成砖红色沉淀，且半分钟无变化时，到达滴定终点；NOCl溶于水发生的反应为：NOCl+H2O=HNO2+HCl，用AgNO3标准溶液滴定时发生的反应为：HCl+AgNO3=AgCl↓+HNO3，则有如下关系：NOCl~HCl~AgNO3，消耗AgNO3的物质的量=24c×10-3mol，由NOCl~HCl~AgNO3可得：NOCl的物质的量=24c×10-3mol，所以，a g样品中NOCl的物质的量=24c×10-3mol×=24c×10-2mol，样品中NOCl的质量=24c×10-2mol×65.5g/mol=15.72c g，所以NOCl的纯度=×100%=×100%，故答案为：滴入最后一滴标准液，生成砖红色沉淀，且半分钟无变化；×100%。