Question

11．S₂Cl₂是工業(yè)常用的硫化劑，廣泛應(yīng)用于石油化工．實(shí)驗(yàn)室制備S₂Cl₂的方法有兩種：
①CS₂+3Cl₂ $\stackrel{95～100℃}{→}$ CCl₄+S₂Cl₂；  ②2S+Cl₂$\stackrel{50～60℃}{→}$S₂Cl₂．
已知S₂Cl₂不穩(wěn)定，在水中易發(fā)生歧化反應(yīng)（一部分硫元素化合價(jià)升高，一部分硫元素化合價(jià)降低）反應(yīng)設(shè)計(jì)的幾種物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)如表：

物質(zhì)	S	CS2	CCl4	S2Cl2
沸點(diǎn)/℃	445	47	77	137
熔點(diǎn)/℃	113	一109	一23	-77

實(shí)驗(yàn)室利用如下裝置制備S₂Cl₂（部分夾持儀器已略去），回答下列問題：
（1）寫出A裝置中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O．
（2）D中冷凝管起到導(dǎo)氣和冷凝雙重作用，冷卻水進(jìn)水口是a（填“a”或“b”）下列均為中學(xué)教材中的實(shí)驗(yàn)．也可以采用類似D裝置的冷凝方式的有I、Ⅱ、Ⅲ（填序號(hào)）
Ⅰ．石油分餾Ⅱ．制取溴苯Ⅲ．制取乙酸乙酯Ⅳ．制備氨氣
（3）A部分儀器裝配時(shí)，放好鐵架臺(tái)后，應(yīng)先固定酒精燈（填儀器名稱），整套裝置裝配完畢后，應(yīng)先進(jìn)行氣密性檢查，再添加試劑．實(shí)驗(yàn)完畢，A中不再產(chǎn)生氯氣時(shí)，可拆除裝置．拆除時(shí)，最先的操作應(yīng)當(dāng)是將E中長(zhǎng)導(dǎo)管移開液面．
（4）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，若缺少C裝置，則發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品渾濁不清，出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因可用化學(xué)方程式表示為2S₂Cl₂+2H₂O=3S↓+SO₂↑+4HCl↑．實(shí)驗(yàn)完畢，當(dāng)把剩余濃鹽酸倒入E燒杯中與吸收了尾氣的氫氧化鈉溶液混合時(shí)，發(fā)現(xiàn)有少量黃綠色刺激性氣體產(chǎn)生，產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因是：ClO^-+2H⁺+Cl^-=Cl₂↑+H₂O（用離子方程式表示）．
（5）反應(yīng)結(jié)束后從錐形瓶?jī)?nèi)混合物中分離出產(chǎn)品的方法是蒸餾，分離產(chǎn)品必需的主要玻璃儀器有蒸餾燒瓶；溫度計(jì)（填兩種儀器名稱）．

Answer 1

分析 制備S₂Cl₂原理是：在裝置A中二氧化錳和濃鹽酸之間反應(yīng)得到氯氣，但是氯氣中混油HCl和水，應(yīng)該先用飽和食鹽水除去HCl（裝置B），再用濃硫酸干燥氯氣（裝置C），讓氯氣和二硫化碳在一定溫度下發(fā)生反應(yīng)（裝置D）：CS₂+3Cl₂$\stackrel{111℃-140℃}{→}$CCl₄+S₂Cl₂，為了使CS₂平穩(wěn)汽化，避免產(chǎn)物S₂Cl₂汽化，采用熱水浴加熱的方法，根據(jù)S₂Cl₂的熔沸點(diǎn)數(shù)據(jù)，采用冷凝回流的辦法將之收集即可試驗(yàn)中的氯氣要進(jìn)行尾氣處理，可以用氫氧化鈉來(lái)吸收．
（1）依據(jù)實(shí)驗(yàn)室制備氯氣的方法分析，用二氧化錳和濃鹽酸加熱反應(yīng)生成氯氣；
（2）為充分冷凝，使冷水充滿冷凝器，因此冷卻水采取逆流原理；D中冷凝管起到導(dǎo)氣和冷凝回流雙重作用，根據(jù)各選項(xiàng)物質(zhì)的制備實(shí)驗(yàn)結(jié)合裝置的性質(zhì)來(lái)回答；
（3）實(shí)驗(yàn)儀器裝配時(shí)，一般是從下向上、從左向右，實(shí)驗(yàn)中有氣體參加，所以要檢驗(yàn)裝置的氣密性，實(shí)驗(yàn)結(jié)束是要注意實(shí)驗(yàn)安全，據(jù)此答題；
（4）根據(jù)題干信息：S₂Cl₂在水中易發(fā)生岐化反應(yīng)來(lái)書寫反應(yīng)方程式，在酸性環(huán)境下，氯離子和次氯酸根離子之間可以發(fā)生歸中反應(yīng)得到氯氣，據(jù)此回答；
（5）根據(jù)題中提供的各物質(zhì)的沸點(diǎn)可知，實(shí)驗(yàn)完畢后，分離產(chǎn)品需蒸餾，根據(jù)蒸餾操作選擇玻璃儀器，蒸餾操作需要鐵架臺(tái)、酒精燈、石棉網(wǎng)、溫度計(jì)、冷凝管、牛角管、錐形瓶等儀器．

解答 解：（1）用固液加熱的方法制Cl₂，常用濃鹽酸和二氧化錳反應(yīng)制取，反應(yīng)離子方程式為：MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O，
故答案為：MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；
（2）冷凝管應(yīng)從下口進(jìn)水，上口出水，以保證水充滿冷凝管，起到充分冷凝的作用，所以冷卻水從a口進(jìn)入，D中冷凝管起到導(dǎo)氣和冷凝回流雙重作用，此作用在制取乙酸乙酯和溴苯、石油分餾的實(shí)驗(yàn)中用得到，實(shí)驗(yàn)室常用氯化銨固體和熟石灰固體混合加熱來(lái)制取氨氣2NH₄C1+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O，無(wú)需冷凝管，
故答案為：a；I、Ⅱ、Ⅲ；
（3）A部分儀器裝配時(shí)，放好鐵架臺(tái)后，應(yīng)先固定酒精燈，A裝置儀器裝配時(shí)，整套裝置裝配完畢后，應(yīng)先進(jìn)行氣密性的檢查，再添加試劑．實(shí)驗(yàn)完畢，拆除裝置時(shí)，為防止倒吸，應(yīng)先將E中長(zhǎng)導(dǎo)管移開液面，
故答案為：酒精燈；氣密性檢查；將E中長(zhǎng)導(dǎo)管移開液面；
（4）S₂Cl₂與水反應(yīng)，有無(wú)色刺激性氣味氣體產(chǎn)生，并有黃色沉淀生成，無(wú)色刺激性氣味氣體除氯化氫外，依據(jù)氧化還原反應(yīng)的元素化合價(jià)變化守恒推斷，化合價(jià)降低的生成黃色沉淀為單質(zhì)硫，化合價(jià)升高的生成二氧化硫氣體，依據(jù)原子守恒、電子守恒寫出化學(xué)方程式為：2S₂Cl₂+2H₂O=3S↓+SO₂↑+4HCl↑，吸收了氯氣的氫氧化鈉溶液中含有氯化鈉、次氯酸鈉，向其中加入濃鹽酸，則在酸性環(huán)境下，氯離子和次氯酸根離子之間可以發(fā)生歸中反應(yīng)得到氯氣，反應(yīng)為：ClO^-+2H⁺+Cl^-=Cl₂↑+H₂O，
故答案為：2S₂Cl₂+2H₂O=3S↓+SO₂↑+4HCl↑；ClO^-+2H⁺+Cl^-=Cl₂↑+H₂O；
（5）根據(jù)題中提供的各物質(zhì)的沸點(diǎn)可知，實(shí)驗(yàn)完畢后，分離產(chǎn)品需蒸餾，蒸餾操作需要鐵架臺(tái)、酒精燈、石棉網(wǎng)、溫度計(jì)、冷凝管、牛角管、錐形瓶等儀器，則必需的主要玻璃儀器是：蒸餾燒瓶、溫度計(jì)、冷凝管，
故答案為：蒸餾；蒸餾燒瓶、溫度計(jì)．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了氯氣實(shí)驗(yàn)室制備方法，混合物分離的方法判斷，雜質(zhì)氣體除雜的裝置選擇和試劑選擇，題干信息的應(yīng)用分析，離子方程式書寫，關(guān)鍵是掌握整個(gè)制備流程原理，分析流程中各裝置的作用．要求學(xué)生要有扎實(shí)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)和靈活應(yīng)用信息解決問題的能力，題目難度中等．