Question

【題目】NO2是大氣污染物之一，實驗室擬用NO2與Cl2混合用NaOH溶液吸收的方法消除其污染。回答下列問題：

（1）氯氣的制備

①儀器M、N的名稱依次是_______________。

②欲用MnO2和濃鹽酸制備并收集一瓶純凈干燥的氯氣，選呢上圖中的裝置，其連接順序為____（按氣流方向，用小寫字母表示）。

③D在制備裝置中的作用是___________；用離子方程式表示裝置F的作用是_________________。

（2）用如圖所示裝置探究Cl2和NO2在NaOH溶液中的反應。查閱有關資料可知：HNO2是一種弱酸，且不穩定，易分解生成NO和NO2。

①裝置中X和Z的作用是______________

②實驗時觀察到X試劑瓶中有黃綠色氣體，Z試劑瓶中有紅棕色氣體，若通入適當比例的Cl2和NO2，Y中觀察不到氣體顏色，反應結束后加入稀硫酸無現象，則Y中發生反應的化學方程式是________。

③反應結束后，取Y中溶液少許于試管中，加入稀硫酸，若有紅棕色氣體產生，解釋產生該現象的原因：_______________

Answer 1

【答案】長頸漏斗分液漏斗 befghdci 吸收Cl2中的HCl（抑制Cl2的溶解） Cl2+2OH-=ClO-+Cl-+H2O 觀察氣泡流速便于控制Cl2和NO2的進入量的比例 Cl2+2NO2+4NaOH=2NaNO3+2NaCl+2H2O NO2的量過多，NO2與NaOH溶液反應生成了NaNO2和NaNO3，加入硫酸后NO2-發生歧化反應生成NO和NO2，故在試管中出現紅棕色氣體（答案合理即可）

【解析】

試題（1）①根據儀器構造判斷；

②生成的氯氣中含有水蒸氣和氯化氫，據此分析；

③根據氯氣中含有的雜質以及氯氣是大氣污染物分析；

（2）①反應過程中需要控制氣體的用量，據此解答；

②根據實驗現象結合物質的性質分析；

③紅棕色氣體是NO2，說明有亞硝酸鈉生成，據此解答。

解析：（1）①根據儀器構造可知M是長頸漏斗，N是分液漏斗；

②由于濃鹽酸易揮發，生成的氯氣中含有水蒸氣和氯化氫，氯氣的密度大于空氣，需要向上排空氣法，且還需要尾氣處理，因此要制備并收集一瓶純凈干燥的氯氣，其裝置連接順序是befghdci；

③根據以上分析可知D在制備裝置中的作用是吸收Cl2中的HCl（抑制Cl2的溶解）；裝置F的作用是吸收氯氣防止污染大氣，方程式為Cl2+2OH-=ClO-+Cl-+H2O；

（2）①由于在反應過程中需要控制氣體的用量，所以裝置中X和Z的作用是觀察氣泡流速便于控制Cl2和NO2的進入量的比例；

②實驗時觀察到X試劑瓶中有黃綠色氣體，Z試劑瓶中有紅棕色氣體，若通入適當比例的Cl2和NO2，Y中觀察不到氣體顏色，說明二者均反應掉。反應結束后加入稀硫酸無現象，說明沒有亞硝酸生成，這說明NO2被氯氣氧化為硝酸鈉，則Y中發生反應的化學方程式是Cl2+2NO2+4NaOH=2NaNO3+2NaCl+2H2O。

③由于NO2的量過多，NO2與NaOH溶液反應生成了NaNO2和NaNO3，加入硫酸后NO2-發生歧化反應生成NO和NO2，故在試管中出現紅棕色氣體反應結束后。