Question

5．亞硝酰氯（NOCl）是有機(jī)合成中的重要試劑，可由一氧化氮與氯氣在常溫常壓下合成．己知NOCl是一種紅褐色液體或黃色氣體，其 熔點(diǎn)是-64.5℃，沸點(diǎn)是-5.5℃，遇水易水解．

（1）實(shí)驗(yàn)室制備原料氣NO和Cl₂的裝置如1圖所示．
①實(shí)驗(yàn)室制NO時(shí)，裝置A中燒瓶?jī)?nèi)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為3Cu+8HNO₃=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O
②實(shí)驗(yàn)室制Cl₂時(shí)，裝置B中盛放的試劑為飽和食鹽水，其作用是除去氯氣中的氯化氫氣體
（2）將上述收集到的Cl₂充入集氣瓶中，按圖2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)象為黃綠色氣體逐漸變淺，有紅褐色液體生成
③裝置E中無(wú)水氯化鈣的作用為吸收水蒸氣，防止水蒸氣進(jìn)入D裝置
④某同學(xué)認(rèn)為裝置F不能吸收NO，為解決這一問(wèn)題，可將尾氣與某種氣體同時(shí)通入氫氧化鈉溶液中，這種氣體的化學(xué)式是O₂
（3）NO可用間接電化學(xué)法除去，其原理如圖3所示．
①陰極的電極反應(yīng)式為2HSO₃^-+2e^-+2H⁺═S₂O₄^2-+2H₂O
②吸收塔內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2NO+2S₂O₄^2-+2H₂O═N₂+4HSO₃^-．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)裝置固液加熱型選擇藥品分析；
（2）①NOCl分子中各原子均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則氮原子與氧原子形成兩對(duì)共用電子對(duì)，與氯原子形成一對(duì)；
②裝置D中由黃綠色的氯氣生成了紅褐色液體NOCl；
③根據(jù)NOCl遇水易分解，故裝置中應(yīng)無(wú)水分析；
④NO不溶于水，可與氧氣一同通入氫氧化鈉吸收；
（3）陰極發(fā)生還原反應(yīng)，是亞硫酸氫根離子，得電子，生成硫代硫酸根離子；硫代硫酸根離子與一氧化氮發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成氮?dú)猓?/p>

解答 解（1）圖1為固液加熱型，
①制NO時(shí)，可選用銅與稀硝酸制取，發(fā)送的反應(yīng)方程式為：3Cu+8HNO₃=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O；
故答案為：3Cu+8HNO₃=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O；
②制Cl₂時(shí)，可選用二氧化錳和濃鹽酸，制得的氯氣中有氯化氫氣體，用飽和食鹽水除去；
故答案為：飽和食鹽水；除去氯氣中的氯化氫氣體；
（2）①NOCl分子中各原子均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則氮原子與氧原子形成兩對(duì)共用電子對(duì)，與氯原子形成一對(duì)，電子式為：；
故答案為：；
②裝置D中為氯氣制備N(xiāo)OCl，故現(xiàn)象為黃綠色氣體逐漸變淺，有紅褐色液體生成；
故答案為：黃綠色氣體逐漸變淺，有紅褐色液體生成；
③NOCl遇水易分解，裝置E中無(wú)水氯化鈣的作用為吸收水蒸氣，防止水蒸氣進(jìn)入D裝置；
故答案為：吸收水蒸氣，防止水蒸氣進(jìn)入D裝置；
④NO不溶于水，可與氧氣一同通入氫氧化鈉吸收，、；
故答案為：O₂；
（3）①陰極發(fā)生還原反應(yīng)，是亞硫酸氫根離子，得電子，生成硫代硫酸根離子，電極反應(yīng)式為：2HSO₃^-+2e^-+2H⁺═S₂O₄^2-+2H₂O；
故答案為：2HSO₃^-+2e^-+2H⁺═S₂O₄^2-+2H₂O；
②硫代硫酸根離子與一氧化氮發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成氮?dú)猓�離子反應(yīng)方程式為：2NO+2S₂O₄^2-+2H₂O═N₂+4HSO₃^-；
故答案為：2NO+2S₂O₄^2-+2H₂O═N₂+4HSO₃^-．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)制備方案設(shè)計(jì)，主要考查了化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)、實(shí)驗(yàn)方案評(píng)價(jià)、氧化還原反應(yīng)、環(huán)境保護(hù)等，題目難度中等，側(cè)重于考查學(xué)生的分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能量，注意相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)與積累．