Question

5．已知磺酰氯（SO₂Cl₂）是一種有機氯化劑，SO₂（g）+Cl₂（g）=SO₂C1₂（g）△H＜0，SO₂Cl₂是一種無色液體，熔點-54.1℃，沸點69.1℃，極易水解，遇潮濕空氣會產生白霧．
（1）化合物SO₂Cl₂中S元素的化合價是+6．
（2）用二氧化錳和濃鹽酸制氯氣的化學方程式為MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O．
（3）用如圖所示的裝置制備SO₂Cl₂，下列說法正確是bc（選填編號）
a．A、E處洗氣瓶中盛放的可能分別是飽和食鹽水和飽和NaHSO₃溶液
b．B處反應管內五球中玻璃棉上的活性碳作催化劑
c．裝置C處吸濾瓶應放在冰水中冷卻，更有利于SO₂Cl的收集
（4）B處反應管冷卻水應從n（填“m”或“n”） 接口通入，從化學平衡移動角度分析，反應管通水冷卻的目的是正反應為放熱反應，降低溫度，平衡向正反應方向移動，有利于SO₂Cl₂生成，D處U形管中盛放的試劑可以是CaCl₂．
（5）向C中所得液體中加水，出現白霧，振蕩、靜置得到無色溶液．經檢驗該溶液中的陰離子只有SO₄^2-、Cl^-（OH^-除外），寫出SO₂Cl₂與H₂O反應的化學方程式SO₂Cl₂+2H₂O=H₂SO₄+2HCl．
（6）已知室溫下，Ksp[AgCl]=2.0×10^-10，Ksp[Ag₂SO₄]=1.6×10^-5，在SO₂Cl₂溶于水所得溶液中逐滴加入AgNO₃稀溶液，使SO₄^2-和Cl^-完全沉淀．當濁液中Ag⁺濃度為0.1mol/L時，此濁液中Cl^-與SO₄^2-的物質的量濃度之比為1.25×10^-6：1．

Answer 1

分析 （1）化合物SO₂Cl₂中O元素為-2價、Cl元素為-1價，根據化合價規(guī)則計算S元素的化合價；
（2）二氧化錳與濃鹽酸在加熱條件下反應生成氯化錳、氯氣與水；
（3）a．由于SO₂Cl₂極易水解，遇潮濕空氣會產生白霧，A、E處洗氣瓶作用為吸水干燥氣體；
b．B處活性碳應作催化劑；
c．反應為反應熱反應，得到氣態(tài)SO₂C1₂，裝置C處吸濾瓶應放在冰水中冷卻，使SO₂Cl₂液化；
（4）B中反應得到氣態(tài)SO₂C1₂，應充滿冷凝水充分冷卻，采取逆流原理；正反應為放熱反應，降低溫度，有利于SO₂Cl₂生成；D處U形管中盛放的試劑吸收空氣中的水蒸氣，防止加入C中導致SO₂C1₂水解；
（5）向SO₂C1₂中加水，出現白霧，振蕩、靜置得到無色溶液．經檢驗該溶液中的陰離子只有SO₄^2-、Cl^-（OH^-除外），說明SO₂C1₂水解生成H₂SO₄、HCl；
（6）根據溶度積可知，溶液中c（Cl^-）=$\frac{Ksp（AgCl）}{c（A{g}^{+}）}$，c（SO₄^2-）=$\frac{Ksp（A{g}_{2}S{O}_{4}）}{{c}^{2}（A{g}^{+}）}$，據此計算．

解答 解：（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）二氧化錳與濃鹽酸在加熱條件下反應生成氯化錳、氯氣與水，反應方程式為：MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，
故答案為：MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
（3）a．由于SO₂Cl₂極易水解，遇潮濕空氣會產生白霧，A、E處洗氣瓶作用為吸水干燥氣體，二氧化硫和氯氣都可以用濃硫酸干燥，而飽和食鹽水和飽和NaHSO₃溶液起不到干燥的作用，故a錯誤；
b．B處活性碳應作催化劑，故b正確；
c．反應為反應熱反應，得到氣態(tài)SO₂C1₂，裝置C處吸濾瓶應放在冰水中冷卻，使SO₂Cl₂液化，有利于SO₂Cl的收集，同時利平衡正向移動，提高產率，故正確，
故選：bc；
（4）B中反應得到氣態(tài)SO₂C1₂，應充滿冷凝水充分冷卻，采取逆流原理，即從n口接入冷凝水；
正反應為放熱反應，降低溫度，平衡向正反應方向移動，有利于SO₂Cl₂生成；
D處U形管中盛放的試劑吸收空氣中的水蒸氣，防止加入C中導致SO₂C1₂水解，可以用CaCl₂等干燥，
故答案為：n；正反應為放熱反應，降低溫度，平衡向正反應方向移動，有利于SO₂Cl₂生成；CaCl₂；
（5）向SO₂C1₂中加水，出現白霧，振蕩、靜置得到無色溶液．經檢驗該溶液中的陰離子只有SO₄^2-、Cl^-（OH^-除外），說明SO₂C1₂水解生成H₂SO₄、HCl，反應方程式為：SO₂Cl₂+2H₂O=H₂SO₄+2HCl，
故答案為：SO₂Cl₂+2H₂O=H₂SO₄+2HCl；
（6）根據溶度積可知，溶液中c（Cl^-）=$\frac{Ksp（AgCl）}{c（A{g}^{+}）}$，c（SO₄^2-）=$\frac{Ksp（A{g}_{2}S{O}_{4}）}{{c}^{2}（A{g}^{+}）}$，則Cl^-與SO₄^2-的物質的量濃度之比為 $\frac{Ksp（AgCl）}{c（A{g}^{+}）}$：$\frac{Ksp（A{g}_{2}S{O}_{4}）}{{c}^{2}（A{g}^{+}）}$=c（Ag⁺）×Ksp（AgCl）：Ksp（Ag₂SO₄）=0.1×2.0×10^-10：1.6×10^-5=1.25×10^-6：1，
故答案為：1.25×10^-6：1．

點評 本題考查化學制備實驗、對裝置與操作的分析評價、對信息獲取及應用、溶度積有關計算等，關鍵是明確原理，需要學生具備扎實的基礎與靈活運用的能力，難度中等．