Question

17．亚硝酰氯（NOCl）是一种红褐色液体或黄色气体，其熔点-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．
（1）实验室制备原料气NO和Cl₂的装置如图1所示：

实验室制Cl₂时，装置A中烧瓶内发生反应的化学方程式为MnO₂+4HClMnCl₂+Cl₂↑+H₂O．装置B中盛放的试剂为饱和食盐水，其作用为除去氯气中的氯化氢气体．
（2）将上述收集到的Cl₂充入D的集气瓶中，按图2所示示装置制备亚硝酰氯．
①NOCl分子中各原子均满足8电子稳定结构，则NOCl的电子式为．
②装置D中发生的反应方程式为2NO+Cl₂=2NOCl．
③如果不用装置E会引起什么后果F中的水蒸气进入D装置中，会导致产品水解．
④某同学认为装置F不能有效吸收尾气中的某种气体，该气体为NO，为了充分吸收尾气，可将尾气与O₂同时通入氢氧化钠溶液中．
（3）工业上可用间接电化学法除去NO，其原理如图3所示，吸收塔中发生的反应为：NO+S₂O₄^2-+H₂O→N₂+HSO₃^-
①吸收塔内发生反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为1：1．
②阴极的电极反应式为2HSO₃^-+2e^-+2H⁺═S₂O₄^2-+2H₂O．

Answer 1

分析 （1）实验室氯气制备是利用浓盐酸和MnO2混合加热，结合电子守恒、原子守恒写出此反应的化学方程式；浓盐酸有挥发性，制得的氯气中混有HCl，应通过B中溶液除杂，据此分析判断；
（2）①NOCl分子中各原子均满足8电子稳定结构，则氮原子与氧原子形成两对共用电子对，与氯原子形成一对；
②装置D中由黄绿色的氯气生成了红褐色液体NOCl，根据反应物之间发生的氧化还原反应，结合电子守恒书写化学方程式；
③根据NOCl遇水易分解，故装置中应无水分析；
④NO不溶于水，可与氧气一同通入氢氧化钠吸收；
（3）①硫代硫酸根离子与一氧化氮发生氧化还原反应，生成氮气，可根据离子反应方程式或电子守恒判断氧化剂与还原剂的物质的量之比；
②阴极发生还原反应，是亚硫酸氢根离子，得电子，生成硫代硫酸根离子．

解答 解（1）实验室利用二氧化锰和浓盐酸混合加热制Cl₂，发生反应的化学方程式为MnO₂+4HCl MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；可选用二氧化锰和浓盐酸，制得的氯气中有氯化氢气体，用饱和食盐水除去；
故答案为：MnO₂+4HCl MnCl₂+Cl₂↑+H₂O；饱和食盐水；除去氯气中的氯化氢气体；
（2）①NOCl分子中各原子均满足8电子稳定结构，则氮原子与氧原子形成两对共用电子对，与氯原子形成一对，电子式为：；
故答案为：；
②装置D中为氯气制备NOCl，为黄绿色气体逐渐变浅，有红褐色液体生成，发生反应的化学方程式为2NO+Cl₂=2NOCl；
故答案为：2NO+Cl₂=2NOCl；
③NOCl遇水易分解，如果没有装置E中无水氯化钙吸收水蒸气，F中的水蒸气进入 D 装置中，会导致产品水解；
故答案为：F中的水蒸气进入 D 装置中，会导致产品水解；
④NO不溶于水，可与氧气一同通入氢氧化钠吸收，、；
故答案为：NO；O₂；
（3）①硫代硫酸根离子与一氧化氮发生氧化还原反应，生成氮气，离子反应方程式为：2NO+2S₂O₄^2-+2H₂O═N₂+4HSO₃^-，其中NO为氧化剂，为还原剂，两者的物质的量之比为1：1，故答案为：1：1；
②阴极发生还原反应，是亚硫酸氢根离子，得电子，生成硫代硫酸根离子，电极反应式为：2HSO₃^-+2e^-+2H⁺═S₂O₄^2-+2H₂O；
故答案为：2HSO₃^-+2e^-+2H⁺═S₂O₄^2-+2H₂O．

点评 本题考查了物质制备方案设计，主要考查了化学方程式的书写、实验方案评价、氧化还原反应、环境保护等，题目难度中等，侧重于考查学生的分析问题和解决问题的能量，注意相关基础知识的学习与积累．