Question

【題目】(14分)亞硝酰氯(NOCl)是有機合成中的重要試劑，可由NO與Cl2在常溫常壓下合成。已知NOCl是一種紅褐色液體或黃色氣體，其熔點64.5℃，沸點5.5℃，遇水易水解。

（1）實驗室制備原料氣NO和Cl2的裝置如下圖所示：

①實驗室制NO時，裝置A中燒瓶內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。

②實驗室制Cl2時，裝置B中盛放的試劑為 ，其作用是 。

（2）將上述收集到的Cl2充入集氣瓶中，按圖示裝置制備亞硝酰氯。

①NOCl分子中各原子均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則NOCl的電子式為 。

②裝置D中的現(xiàn)象為 。

③裝置E中無水氯化鈣的作用為 。

④某同學(xué)認(rèn)為裝置F不能吸收NO，為解決這一問題，可將尾氣與某種氣體同時通入氫氧化鈉溶液中，這種氣體的化學(xué)式是 。

（3）NO可用間接電化學(xué)法除去，其原理如下圖所示：

①陰極的電極反應(yīng)式為 。

②吸收塔內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 。

Answer 1

【答案】（1）①3Cu+8HNO3（�。�==3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O (2分)

②飽和食鹽水(1分) 除去Cl2中的HCl氣體(1分)

（2）① (2分)

②黃綠色氣體顏色逐漸變淺，有紅褐色液體生成(2分)

③吸收水蒸氣，防止水蒸氣進入D裝置(1分)

④O2 (1分)

（3）①2HSO3+2H++2e==S2O42+2H2O(2分)

②2NO+2S2O42+2H2O==N2+4HSO3(2分)

【解析】（1）①實驗室采用銅與稀硝酸反應(yīng)制取NO氣體，所以氣體發(fā)生裝置A中燒瓶內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3Cu+8HNO3（�。�==3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O。②實驗室制得的氯氣中混有HCl氣體，所以裝置B中應(yīng)盛放飽和食鹽水，目的是除去HCl氣體，然后再通過濃硫酸干燥得到純凈干燥的氯氣。（2）①根據(jù)原子的最外層電子數(shù)判斷，N、O、Cl三種原子若要滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，需分別共用3對、2 對和1 對電子，所以它們通過共用電子對形成共價化合物時，氮原子與氧原子共用2對電子，與氯原子共用1對電子，其電子式為。②氯氣為黃綠色，隨著反應(yīng)的進行，氯氣不斷消耗，則氣體顏色變淺，集氣瓶浸入10℃的冰鹽水中，此時生成的NOCl為液體，故D裝置中看到的現(xiàn)象為：黃綠色氣體顏色逐漸變淺，有紅褐色液體生成。③因為NOCl遇水易水解，所以應(yīng)在無水環(huán)境中制備，設(shè)置E裝置的目的就是吸收水蒸氣，防止水蒸氣進入D裝置。④NO不能被氫氧化鈉溶液吸收，但通入O2后即可被吸收，吸收反應(yīng)的化學(xué)方程式為：4NO +3O2+4NaOH== 4NaNO3+2H2O。（3）①電解時陰極發(fā)生還原反應(yīng)，從原理示意圖中物質(zhì)的箭頭指向可知，陰極區(qū)HSO3得電子生成S2O42，故陰極的電極反應(yīng)式為：2HSO3+2H++2e==S2O42+2H2O。②從圖示可知，吸收塔內(nèi)發(fā)生的反應(yīng)，NO和S2O42為反應(yīng)物，N2和HSO3為生成物，配平后的離子方程式為：2NO+2S2O42+2H2O==N2+4HSO3。