Question

8．已知磺酰氯（SO₂Cl₂）是一種有機(jī)氯化物，也是鋰電池正極活性物質(zhì)，SO₂Cl₂是一種無色液體，熔點(diǎn)-54.1℃，沸點(diǎn)69.1℃，極易水解，遇潮濕空氣會產(chǎn)生白霧．磺酰氯（SO₂Cl₂）的制備方法及裝置圖如圖1：SO₂（g）+Cl₂?（g）SO₂C1₂（g）△H＜0，

（1）化合物SO₂Cl₂中S元素的化合價是+6．
（2）儀器D的名稱是三頸瓶，儀器C的作用除了吸收氯氣和二氧化硫，還具有防止空氣中的水進(jìn)入三頸瓶作用．
（3）戊是貯氣裝置，則E中的溶液是飽和亞硫酸氫鈉溶液；若缺少裝置乙和丁，則產(chǎn)物變質(zhì)，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是SO₂Cl₂+2H₂O=2HCl+H₂SO₄
（4）反應(yīng)結(jié)束后，將丙中混合物分離開的實(shí)驗操作是蒸餾．
（5）有關(guān)該實(shí)驗敘述正確的是b
a、X、Y最好的席間組合是銅片和濃硫酸
b、活性炭的作用是作催化劑
c、冷凝管B也可以用作蒸餾
（6）GET公司開發(fā)的Li-SO₂Cl₂軍用電池，其示意圖如圖2所示，已知電池反應(yīng)為：2Li+SO₂Cl₂═2LiCl+SO₂↑則電池工作時，正極的電極反應(yīng)式為是SO₂Cl₂+2e^-=2Cl^-+SO₂↑．

Answer 1

分析 本題利用實(shí)驗室制得的氯氣和SO2在木炭作催化劑的作用下合成SO2Cl2，因SO₂Cl₂是一種無色液體，極易水解生成硫酸和鹽酸，遇潮濕空氣會產(chǎn)生白霧，因此要保證參加反應(yīng)的氯氣和SO2是干燥的，同時要防止空氣中的水汽進(jìn)入三頸瓶中，為了減小生成物的損失需要使用冷凝管冷凝回流，同時要利用堿石灰吸收SO2和氯氣的尾氣防污染，反應(yīng)后的液體混合物可利用蒸餾進(jìn)行分離，據(jù)此分析作答；
（1）化合物SO₂Cl₂中O元素為-2價、Cl元素為-1價，根據(jù)化合價規(guī)則計算S元素的化合價；
（2）結(jié)合常見的儀器，可命名儀器D；因SO₂Cl₂易水解，應(yīng)防止水進(jìn)入反應(yīng)容器中；
（3）戊是儲存SO₂的裝置，可以通過E中滴加的溶液排出SO₂氣體，因此此溶液不能溶解SO₂；裝置乙和丁的裝置均為干燥裝置，防止SO₂Cl₂的水解；
（4）相互混溶的液體混合物可以根據(jù)沸點(diǎn)差異進(jìn)行分離；
（5）裝置甲是制備Cl₂的，催化劑可以改變反應(yīng)速率，蒸餾操作應(yīng)在蒸餾燒瓶中進(jìn)行，冷凝管僅是冷卻蒸汽的；
（6）正極是SO₂Cl₂中+6價的硫得電子發(fā)生還原反應(yīng)．

解答 解：利用實(shí)驗室制得的氯氣和SO2在木炭作催化劑的作用下合成SO2Cl2，因SO₂Cl₂是一種無色液體，極易水解生成硫酸和鹽酸，遇潮濕空氣會產(chǎn)生白霧，因此要保證參加反應(yīng)的氯氣和SO2是干燥的，同時要防止空氣中的水汽進(jìn)入三頸瓶中，為了減小生成物的損失需要使用冷凝管冷凝回流，同時要利用堿石灰吸收SO2和氯氣的尾氣防污染，反應(yīng)后的液體混合物可利用蒸餾進(jìn)行分離，據(jù)此分析作答；
（1）化合物SO₂Cl₂中O元素為-2價、Cl元素為-1價，令S元素化合價為x，根據(jù)化合價規(guī)則x+2×（-2）-1=0，故x=6，即S元素的化合價為+6，
故答案為：+6；
（2）儀器D是三頸瓶，C中堿石灰除吸收含有氯氣和二氧化硫的尾氣，還可以防止水進(jìn)入三頸瓶中，避免SO₂Cl₂水解，故答案為：三頸瓶；防止空氣中的水進(jìn)入三頸瓶；
（3）通過E中的溶液排出戊中SO₂，因此可選擇飽和亞硫酸氫鈉溶液；若沒有乙和丁的干燥裝置，會有水進(jìn)入三頸瓶中，發(fā)生SO₂Cl₂的水解，反應(yīng)方程式為SO₂Cl₂+2H₂O=2HCl+H₂SO₄，
故答案為：飽和亞硫酸氫鈉溶液；SO₂Cl₂+2H₂O=2HCl+H₂SO₄；
（4）可利用蒸餾操作分離相互混溶的液體混合物，故答案為：蒸餾；
（5）a、銅片和濃硫酸在加熱條件下只能生成SO₂，而甲裝置是制Cl₂的，應(yīng)該是濃鹽酸和高錳酸鉀固體，故錯誤；
b、可選擇活性炭催化SO₂和Cl₂的反應(yīng)，故b正確；
c、冷凝管B只起冷凝作用，蒸餾操作應(yīng)在蒸餾燒瓶內(nèi)進(jìn)行，故c錯誤；
故選b；
（6）正極是SO₂Cl₂中+6價的硫得電子發(fā)生還原反應(yīng)，所以電極反應(yīng)式為：SO₂Cl₂+2e^-=2Cl^-+SO₂↑，
故答案為：SO₂Cl₂+2e^-=2Cl^-+SO₂↑．

點(diǎn)評 本題考查化學(xué)制備實(shí)驗、對裝置與操作的分析評價、對信息獲取及應(yīng)用和電極反應(yīng)式的書寫等，關(guān)鍵是明確原理，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)與靈活運(yùn)用的能力，難度中等．