问题详情:
亚*酰*(ClNO)是有机物合成中的重要试剂,其沸点为-5.5℃,易水解。已知:AgNO2微溶于水,能溶于**,AgNO2+HNO3=AgNO3 +HNO2,某学习小组在实验室用Cl2和NO制备ClNO并测定其纯度,相关实验装置如图所示。
(1)制备Cl2的发生装置可以选用___________(填字母代号)装置,发生反应的离子方程式为___________。
(2)欲收集一瓶干燥的*气,选择合适的装置,其连接顺序为 a→________________(按气流方向,用小写字母表示)。
(3)实验室可用图示装置制备亚*酰*:
①实验室也可用 B 装置制备 NO , X装置的优点为___________________________________。
②检验装置气密*并装入*品,打开K2,然后再打开K3,通入一段时间气体,其目的是____________,然后进行其他*作,当Z中有一定量液体生成时,停止实验。
(4)已知:ClNO 与H2O反应生成HNO2和 HCl。
①设计实验* HNO2是弱*:_____________。(仅提供的试剂:1 mol•L-1盐*、 1 mol•L-1HNO2溶液、 NaNO2溶液、红*石蕊试纸、蓝*石蕊试纸)。
②通过以下实验测定ClNO样品的纯度。取Z中所得液体m g 溶于水,配制成250 mL 溶液;取出25.00 mL样品溶于锥形瓶中,以K2CrO4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20.00mL。滴定终点的现象是__________,亚*酰*(ClNO)的质量分数为_________。(已知: Ag2CrO4为砖红*固体; Ksp(AgCl)=1.56×10-10,Ksp(Ag2CrO4)=1×10-12)
【回答】
A(或B) MnO2+4H++2Cl-Mn2++ Cl2↑+2H2O(或2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O) f→g→c→b→d→e→j→h 随开随用,随关随停 排干净三颈烧瓶中的空气 用玻璃棒蘸取NaNO2溶液,点在红*石蕊试纸*,若试纸变蓝,说明HNO2是弱* 滴入最后一滴标准液,生成砖红*沉淀,且半分钟内无变化 %
【分析】
(1)二氧化锰和浓盐*加热下制备*气,发生装置属于固液加热型的(或KMnO4与浓盐*常温下制备Cl2)。
(2)制得的*气中会混有水蒸气和*化*,用饱和食盐水除*化*,浓硫*吸收水分,用向上排空气法收集*气,最后进行尾气处理。
(3)①实验室也可用 B 装置制备 NO,X装置的优点为随开随用,随关随停。
②通入一段时间气体,其目的是把三颈烧瓶中的空气排尽,防止NO被空气中的氧气氧化。
(4)①要*HNO2是弱*可*HNO2中存在电离平衡或*NaNO2能发生水解,结合题给试剂分析。
②以K2CrO4溶液为指示剂,用c mol•L-1 AgNO3标准溶液滴定至终点,滴定终点的现象是:滴入最后一滴标准液,生成砖红*沉淀,且半分钟内无变化;根据(ClNO)=n(Cl-)=n(Ag+),然后结合m=n×M来计算。
【详解】
(1)可以用二氧化锰和浓盐*加热下制备*气,发生装置属于固液加热型的,反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O,离子方程式为:MnO2+4H++2Cl-Mn2++ Cl2↑+2H2O,(或用KMnO4与浓盐*常温下制备Cl2,发生装置属于固液不加热型,反应的离子方程式为2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O)故*为A(或B);MnO2+4H++2Cl-Mn2++ Cl2↑+2H2O(或2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O)。
(2)制得的*气中会混有水蒸气和*化*,用饱和食盐水除*化*,浓硫*吸收水分,用向上排空气法收集*气,最后进行尾气处理,故其连接顺序为 f→g→c→b→d→e→j→h;故*为f→g→c→b→d→e→j→h。
(3)①实验室也可用 B 装置制备 NO ,X装置的优点为随开随用,随关随停,故*为随开随用,随关随停。
②检验装置气密*并装入*品,打开K2,然后再打开K3,通入一段时间气体,其目的是把三颈烧瓶中的空气排尽,防止NO被空气中的氧气氧化,故*为排干净三颈烧瓶中的空气;
(4)①要*HNO2是弱*可*HNO2中存在电离平衡或*NaNO2能发生水解,根据题目提供的试剂,应*NaNO2溶液呈碱*;故设计的实验方案为:用玻璃棒蘸取NaNO2溶液,点在红*石蕊试纸*,若试纸变蓝,说明HNO2是弱*,故*为用玻璃棒蘸取NaNO2溶液,点在红*石蕊试纸*,若试纸变蓝,说明HNO2是弱*。
②以K2CrO4溶液为指示剂,用c mol•L-1 AgNO3标准溶液滴定至终点,滴定终点的现象是:滴入最后一滴标准液,生成砖红*沉淀,且半分钟内无变化;取Z中所得液体m g 溶于水,配制成250 mL 溶液;取出25.00 mL中满足:n(ClNO)=n(Cl-)=n(Ag+)=c×0.02L=0.02cmol,则250mL溶液中n(ClNO)=0.2cmol,m(ClNO)=n×M=0.2cmol×65.5g/mol=13.1cg,亚*酞*(ClNO)的质量分数为(13.1cg÷m g)×100%=%,故*为滴入最后一滴标准液,生成砖红*沉淀,且半分钟内无变化;%
【点睛】
本题考查了物质制备方案设计,为高频考点和常见题型,主要考查了方程式的书写,实验装置的连接,实验方案的设计,氧化还原反应,环境保护等,侧重于考查学生的分析问题和解决问题的能力。
知识点:物质含量的测定
题型:实验,探究题