Question

20．SOCl₂是一種重要的化學試劑，常用作有機合成的氯化劑；利用SOCl₂與水劇烈反應的性質(zhì)，常用于金屬水合氯化物的脫水劑；SOCl₂還可作電池的正極材料．
Ⅰ．一種制備SOCl₂的常用方法是：SO₃+SCl₂=SOCl₂+SO₂，其模擬裝置如圖所示（夾持裝置略去），各物質(zhì)的部分性質(zhì)如下：

	SO3	SCl2	SOCl2	SO2
熔點	16.8℃	-122℃	-104.5℃	-75.5℃
沸點	44.8℃	59℃	76℃	-10℃
顏色	無色	櫻桃紅色	無色	無色
備注		不穩(wěn)定	不穩(wěn)定，沸點以上分解

（1）A裝置是由水槽、溫度計、蒸餾燒瓶和分液漏斗組裝而成的，當蒸餾燒瓶中反應物出現(xiàn)
櫻桃紅色變?yōu)闊o色現(xiàn)象時，說明反應完成，停止滴加SO₃．
（2）B中所盛藥品是濃硫酸，裝置C中藥品及選擇該藥品的作用分別是氫氧化鈉、吸收尾氣．
（3）反應后將A中混合物進行蒸餾，收集到較純凈的產(chǎn)品，需控制蒸餾溫度在C左右．
a.44.8℃b.59℃c.76℃
Ⅱ．Li-SOCl₂電池是一種優(yōu)質(zhì)高效的電池，常放在心臟起搏器中，電池的總反應可表示為4Li+2SOCl₂=4LiCl+S+SO₂，回答下列問題：
（4）電池正極發(fā)生的電極反應為2SOCl₂+4Li⁺+4e^-=4LiCl+S+SO₂．
（5）該電池必須在惰性環(huán)境中組裝，原因是鋰是活潑金屬，易與H₂O、O₂反應；SOCl₂也可與水反應．
（6）若含金屬鋰6.9g的電池質(zhì)量為m g，平均電壓為n V，則該電池的比能量為$\frac{2.68×1{0}^{4}n}{m}$W•h•kg^-1（用含有m、n的代數(shù)式，系數(shù)用科學計數(shù)法表示，結(jié)果保留三個有效數(shù)字：比能量=$\frac{電池輸出電能}{電池質(zhì)量}$，1W•h=3.6×10³J，法拉第常數(shù)F=96500c•mol^-1）．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）根據(jù)A裝置中各儀器的特征以及常見儀器的名稱進行解答；根據(jù)制備SOCl₂的常用方法是：SO₃+SCl₂=SOCl₂+SO₂，以及反應物生成物的顏色分析反應完成時的特征；
（2）SOCl₂與水劇烈反應，B中所盛藥品是干燥劑，裝置C需除去尾氣二氧化硫，需用堿液吸收；
（3）根據(jù)SOCl₂的沸點分析所需的溫度；
Ⅱ．（4）Li失電子為負極，SOCl₂為正極；
（5）根據(jù)鋰的活潑性以及SOCl₂的性質(zhì)分析；
（6）6.9g金屬鋰為1mol，完全反應轉(zhuǎn)移電子為1mol，根據(jù)W=UIt=UQ=nQ，Q=F×轉(zhuǎn)移電子數(shù)，比能量=$\frac{電池輸出電能}{電池質(zhì)量}$計算．

解答 解：Ⅰ．（1）A裝置中未知名稱的儀器具有球形特征的漏斗，帶有玻璃活塞，為分液漏斗，制備SOCl₂的常用方法是：SO₃+SCl₂=SOCl₂+SO₂，SO₃、SO₂，都為無色氣體，而SCl₂，為櫻桃紅色的液體，所以當蒸餾燒瓶中反應物出現(xiàn)櫻桃紅色變?yōu)闊o色現(xiàn)象時，說明反應完成，停止滴加SO₃，
故答案為：分液漏斗；櫻桃紅色變?yōu)闊o色；
（2）SOCl₂具有與水劇烈反應的性質(zhì)，該反應的副產(chǎn)物為二氧化硫，為大氣污染物，需用堿液吸收，為防止尾氣處理裝置中的水進入A裝置，需用濃硫酸進行干燥，
故答案為：濃硫酸；氫氧化鈉、吸收尾氣；
（3）SOCl₂的沸點為76℃，所以反應后將A中混合物進行蒸餾，收集到較純凈的產(chǎn)品，需控制蒸餾溫度在76℃，
故答案為：C；
Ⅱ．（4）Li失電子為負極，SOCl₂為正極，正極上SOCl₂得電子發(fā)生還原反應，根據(jù)反應方程式知，SOCl₂得電子生成LiCl、S、SO₂，其正極的電極方程式為：2SOCl₂+4Li⁺+4e^-=4LiCl+S+SO₂；
故答案為：2SOCl₂+4Li⁺+4e^-=4LiCl+S+SO₂；
（5）鋰和鈉是同一主族的元素，性質(zhì)具有相似性，鈉和空氣中的氧氣、水蒸氣反應，所以鋰和空氣中的氧氣、水蒸氣也能反應；SOCl₂也可與水反應，所以組裝該電池必須在無水、無氧的條件下進行．
故答案為：鋰是活潑金屬，易與H₂O、O₂反應；SOCl₂也可與水反應；
（6）6.9g金屬鋰為1mol，完全反應轉(zhuǎn)移電子為1mol，W=UIt=UQ=nQ，Q=F×轉(zhuǎn)移電子數(shù)，比能量=$\frac{電池輸出電能}{電池質(zhì)量}$=$\frac{F×n}{m×1{0}^{-3}×3.6×1{0}^{3}}$=$\frac{2.68×1{0}^{4}n}{m}$W•h•kg^-1；
故答案為：$\frac{2.68×1{0}^{4}n}{m}$．

點評 本題考查了SOCl₂的制備、新型化學電源等知識，題目難度中等，注意把握題干中的信息以及原電池的正負判斷極和電極方程式的書寫方法，側(cè)重于考查學生的分析能力和計算能力．