Question

【題目】NCl3既可用于漂白，又可用于檸檬等水果的熏蒸處理。已知：NCl3熔點為-40℃，沸點為70℃, 95℃以上易爆炸，有刺激性氣味，在熱水中易水解。實驗室可用Cl2和NH4Cl溶液反應制取NCl3。某小組利用如圖所示的裝置制備NCl3，并探究NCl3的漂白性。

回答下列問題：

（1）儀器M中盛放的試劑為_________。

（2）各裝置接口連接的順序為__________（用小寫字母表示）。

（3）當裝置B的蒸餾燒瓶中出現較多油狀液體后，關閉b處的活塞，應控制水浴加熱的溫度為_______，裝置C的作用為_________。

（4）當裝置D的錐形瓶內有較多黃色油狀液體出現時，用干燥、潔凈的玻璃棒蘸取該液體滴到干燥的紅色石蕊試紙上，試紙不褪色；若取該液體滴入50～60℃的熱水中，片刻后取該熱水再滴到干燥的紅色石蕊試紙上，則試紙先變藍后褪色。結合化學方程式解釋該現象：___________________。

（5）在pH=4時電解NH4Cl溶液也可以制得NCl3，然后利用空氣流將產物帶出電解槽。電解池中產生NCl3的電極為_______（填“陰極”或“陽極”），該電極的電極反應式為________。

（6）NCl3可與NaClO2溶液反應制取ClO2氣體，同時產生一種無污染的氣體，該反應的化學方程式為__________________。

Answer 1

【答案】 濃鹽酸 a、b、c、e、f、d 70～95℃ 吸收尾氣HCl并防止倒吸 在熱水中發生的反應為NCl3＋3H2O3HClO+NH3↑, NCl3本身無漂白性，但在熱水中會水解生成NH3·H2O 使紅色石蕊試紙變藍，而生成的HClO又使其褪色 陽極 3Cl-+NH4+-6e―=NCl3+4H+ 2NCl3＋6NaClO=6ClO2↑＋6NaCl＋N2↑

【解析】（1）A裝置制備氯氣，因此儀器M中盛放的試劑為濃鹽酸；（2）A裝置制備氯氣，制備的氯氣中含有HCl、水蒸氣，用飽和食鹽水除去HCl，B裝置中Cl2與NH4Cl水溶液在低溫下反應得到NCl3，加熱蒸餾，再冷凝收集NCl3，最后用氫氧化鈉溶液吸收尾氣，防止污染空氣，故儀器接口連接的順序為：a、b、c、e、f、d；（3）由于NCl3熔點為-40℃，沸點為70℃, 95℃以上易爆炸，有刺激性氣味，在熱水中易水解，所以應控制水浴加熱的溫度為70～95℃，氯氣、氯化氫都能引起空氣污染，不能直接排放，可以用氫氧化鈉溶液吸收，所以裝置C的作用為吸收尾氣HCl并防止倒吸；（4）NCl3本身無漂白性，與水反應生成次氯酸和氨氣，化學方程式：NCl3＋3H2O3HClO+NH3↑，氨氣與水反應生成一水合氨，一水合氨電離出氫氧根離子，溶液顯堿性，使紅色石蕊試紙變藍，生成的HClO又使其漂白褪色；（5）在pH=4時電解NH4Cl溶液也可以制得NCl3，氮元素化合價從－3價升高到＋3價，發生失去電子的氧化反應，則電解池中產生NCl3的電極為陽極，該電極的電極反應式為3Cl－+NH4+-6e－=NCl3+4H+。（6）NCl3可與NaClO2溶液反應制取ClO2氣體，同時產生一種無污染的氣體，根據原子守恒可知該氣體是氮氣，反應的方程式為2NCl3＋6NaClO=6ClO2↑＋6NaCl＋N2↑。