Question

5．已知磺酰氯（SO₂Cl₂）是一種有機(jī)氯化劑，SO₂（g）+Cl₂（g）=SO₂C1₂（g）△H＜0，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(huì)產(chǎn)生白霧．
（1）化合物SO₂Cl₂中S元素的化合價(jià)是+6．
（2）用二氧化錳和濃鹽酸制氯氣的化學(xué)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(hào)）
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(yīng)管內(nèi)五球中玻璃棉上的活性碳作催化劑
c．裝置C處吸濾瓶應(yīng)放在冰水中冷卻，更有利于SO₂Cl的收集
（4）B處反應(yīng)管冷卻水應(yīng)從n（填“m”或“n”） 接口通入，從化學(xué)平衡移動(dòng)角度分析，反應(yīng)管通水冷卻的目的是正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，降低溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，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(xiàn)白霧，振蕩、靜置得到無色溶液．經(jīng)檢驗(yàn)該溶液中的陰離子只有SO₄^2-、Cl^-（OH^-除外），寫出SO₂Cl₂與H₂O反應(yīng)的化學(xué)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(dāng)濁液中Ag⁺濃度為0.1mol/L時(shí)，此濁液中Cl^-與SO₄^2-的物質(zhì)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(jià)、Cl元素為-1價(jià)，根據(jù)化合價(jià)規(guī)則計(jì)算S元素的化合價(jià)；
（2）二氧化錳與濃鹽酸在加熱條件下反應(yīng)生成氯化錳、氯氣與水；
（3）a．由于SO₂Cl₂極易水解，遇潮濕空氣會(huì)產(chǎn)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(yīng)作催化劑；
c．反應(yīng)為反應(yīng)熱反應(yīng)，得到氣態(tài)SO₂C1₂，裝置C處吸濾瓶應(yīng)放在冰水中冷卻，使SO₂Cl₂液化；
（4）B中反應(yīng)得到氣態(tài)SO₂C1₂，應(yīng)充滿冷凝水充分冷卻，采取逆流原理；正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，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(dǎo)致SO₂C1₂水解；
（5）向SO₂C1₂中加水，出現(xiàn)白霧，振蕩、靜置得到無色溶液．經(jīng)檢驗(yàn)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(jù)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(jù)此計(jì)算．

解答 解：（1）化合物SO₂Cl₂中O元素為-2價(jià)、Cl元素為-1價(jià)，令S元素化合價(jià)為x，根據(jù)化合價(jià)規(guī)則x+2×（-2）-1=0，故x=6，即S元素的化合價(jià)為+6，
故答案為：+6；
（2）二氧化錳與濃鹽酸在加熱條件下反應(yīng)生成氯化錳、氯氣與水，反應(yīng)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(huì)產(chǎn)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(cuò)誤；
b．B處活性碳應(yīng)作催化劑，故b正確；
c．反應(yīng)為反應(yīng)熱反應(yīng)，得到氣態(tài)SO₂C1₂，裝置C處吸濾瓶應(yīng)放在冰水中冷卻，使SO₂Cl₂液化，有利于SO₂Cl的收集，同時(shí)利平衡正向移動(dòng)，提高產(chǎn)率，故正確，
故選：bc；
（4）B中反應(yīng)得到氣態(tài)SO₂C1₂，應(yīng)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(yīng)為放熱反應(yīng)，降低溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，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(dǎo)致SO₂C1₂水解，可以用CaCl₂等干燥，
故答案為：n；正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，降低溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，有利于SO₂Cl₂生成；CaCl₂；
（5）向SO₂C1₂中加水，出現(xiàn)白霧，振蕩、靜置得到無色溶液．經(jīng)檢驗(yàn)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(yīng)方程式為：SO₂Cl₂+2H₂O=H₂SO₄+2HCl，
故答案為：SO₂Cl₂+2H₂O=H₂SO₄+2HCl；
（6）根據(jù)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(zhì)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(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)制備實(shí)驗(yàn)、對(duì)裝置與操作的分析評(píng)價(jià)、對(duì)信息獲取及應(yīng)用、溶度積有關(guān)計(jì)算等，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．