Question

19．氯化亞砜（SOCl₂）液體是一種重要的有機(jī)合成試劑，還用于農(nóng)藥、醫(yī)藥、燃料的生產(chǎn)等．回答下列問題：
（1）氯化亞砜遇水會(huì)產(chǎn)生白霧，并產(chǎn)生能使品紅溶液褪色的氣體．①寫出氯化亞砜與水反應(yīng)的化學(xué)方程式：SOCl₂+H₂O=SO₂↑+2HCl↑．
②與SOCl₂中硫元素同價(jià)態(tài)的硫的含氧酸在溶液中存在三種含硫微粒，條件該含氧酸溶液的pH值，三種含硫微粒的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)（ω）隨pH變化曲線如圖所示：按順序?qū)懗鯽、b、c代表的三種微粒的化學(xué)式H₂SO₃、HSO₃^-、SO₃^2-；該含氧酸二級(jí)電離平衡常數(shù)Ka₂=10^-7．
（2）直接加熱AlCl₃•6H₂O固體過程中會(huì)生成中間產(chǎn)物堿式氯化鋁[Al₂（OH）_nCl_（6-n）]．
①若$\frac{m（堿式氯化鋁）}{m（起始AlC{l}_{3}•6{H}_{2}O）}$×100%=40%，則n=4（結(jié)果保留整數(shù)）
②將AlCl₃•6H₂O固體與氯化亞砜混合后加熱可得無水AlCl₃，試分析氯化亞砜所起的作用：AlCl₃•6H₂O與SOCl₂混合加熱，SOCl₂與AlCl₃•6H₂O中的結(jié)晶水作用，生成無水AlCl₃及SO₂和HCl氣體，SOCl₂吸水，產(chǎn)物SO₂和HCl抑制AlCl₃水解；
（3）SOCl₂不穩(wěn)定，加熱到一定溫度可分解生成Cl₂、SO₂、S₂Cl₂（常溫下呈液態(tài)），寫出分解的方程式：4SOCl₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cl₂↑+2SO₂↑+S₂Cl₂，當(dāng)轉(zhuǎn)移3mol電子時(shí)，所得氧化產(chǎn)物的物質(zhì)的量為1.5mol．
（4）一種新型超級(jí)可充電電池以金屬鋰和SOCl₂分別作負(fù)極、正極的活性物質(zhì)，電解液為LiAlCl₄-SOCl₂，放電時(shí)生成LiCl、S、SO₂，寫出充電時(shí)陽極電極反應(yīng)式：4Cl^-+S+SO₂-4e^-=2SOCl₂．

Answer 1

分析 （1）①產(chǎn)生能使品紅溶液褪色的氣體為SO₂，還生成HCl；
②與SOCl₂中硫元素同價(jià)態(tài)的硫的含氧酸為H₂SO₃，隨堿性增強(qiáng)，H₂SO₃濃度減小、HSO₃^-濃度增大，堿性較強(qiáng)時(shí)主要以SO₃^2-存在，亞硫酸二級(jí)電離為：HSO₃^-?H⁺+SO₃^2-，二級(jí)電離常數(shù)Ka₂=$\frac{c（{H}^{+}）×c（S{{O}_{3}}^{2-}）}{c（HS{{O}_{3}}^{-}）}$，由圖可知pH=7時(shí)，溶液中c（HSO₃^-）=c（SO₃^2-）；
（2）①設(shè)AlCl₃•6H₂O為2mol，由Al元素守恒可知Al₂（OH）_nCl_（6-n）為1mol，再結(jié)合$\frac{m（堿式氯化鋁）}{m（起始AlC{l}_{3}•6{H}_{2}O）}$×100%=40%計(jì)算；
②SOCl₂與AlCl₃•6H₂O中的結(jié)晶水作用，生成無水AlCl₃及SO₂和HCl氣體，產(chǎn)物SO₂和HCl抑制AlCl₃水解；
（3）SOCl₂加熱到一定溫度可分解生成Cl₂、SO₂、S₂Cl₂，配平書寫方程式，反應(yīng)中氯氣是氧化產(chǎn)物，S₂Cl₂還原產(chǎn)物，根據(jù)Cl化合價(jià)變化計(jì)算生成氯氣物質(zhì)的量；
（4）電池總反應(yīng)為：4Li+2SOCl₂4LiCl+S+SO₂，充電時(shí)，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，S失去電子，在二氧化硫、氯離子參與下生成SOCl₂．

解答 解：（1）①產(chǎn)生能使品紅溶液褪色的氣體為SO₂，還生成HCl，反應(yīng)方程式為：SOCl₂+H₂O=SO₂↑+2HCl↑，
故答案為：SOCl₂+H₂O=SO₂↑+2HCl↑；
②與SOCl₂中硫元素同價(jià)態(tài)的硫的含氧酸為H₂SO₃，隨堿性增強(qiáng)，H₂SO₃濃度減小、HSO₃^-濃度增大，堿性較強(qiáng)時(shí)主要以SO₃^2-存在，a為H₂SO₃，b為HSO₃^-，c為SO₃^2-，
亞硫酸二級(jí)電離為：HSO₃^-?H⁺+SO₃^2-，二級(jí)電離常數(shù)Ka₂=$\frac{c（{H}^{+}）×c（S{{O}_{3}}^{2-}）}{c（HS{{O}_{3}}^{-}）}$，由圖可知pH=7時(shí)，溶液中c（HSO₃^-）=c（SO₃^2-），則二級(jí)電離常數(shù)Ka₂=$\frac{c（{H}^{+}）×c（S{{O}_{3}}^{2-}）}{c（HS{{O}_{3}}^{-}）}$=c（H⁺）=10^-7，
故答案為：H₂SO₃、HSO₃^-、SO₃^2-；10^-7；
（2）①設(shè)AlCl₃•6H₂O為2mol，由Al元素守恒可知Al₂（OH）_nCl_（6-n）為1mol，則$\frac{54+17n+35.5（6-n）}{2×（27+3×35.5+6×18）}$×100%=40%，解得n=4
②AlCl₃溶液易水解，AlCl₃•6H₂O與SOCl₂混合加熱，SOCl₂與AlCl₃•6H₂O中的結(jié)晶水作用，生成無水AlCl₃及SO₂和HCl氣體，SOCl₂吸水，產(chǎn)物SO₂和HCl抑制AlCl₃水解，
故答案為：AlCl₃•6H₂O與SOCl₂混合加熱，SOCl₂與AlCl₃•6H₂O中的結(jié)晶水作用，生成無水AlCl₃及SO₂和HCl氣體，SOCl₂吸水，產(chǎn)物SO₂和HCl抑制AlCl₃水解；
（3）SOCl₂加熱到一定溫度可分解生成Cl₂、SO₂、S₂Cl₂，反應(yīng)方程式為：4SOCl₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cl₂↑+2SO₂↑+S₂Cl₂，反應(yīng)中氯氣是氧化產(chǎn)物，S₂Cl₂還原產(chǎn)物，當(dāng)轉(zhuǎn)移3mol電子時(shí)，所得氧化產(chǎn)物的物質(zhì)的量為$\frac{3mol}{2}$=1.5mol，
故答案為：4SOCl₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cl₂↑+2SO₂↑+S₂Cl₂；1.5mol；
（4）電池總反應(yīng)為：4Li+2SOCl₂4LiCl+S+SO₂，充電時(shí)，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，S失去電子，在二氧化硫、氯離子參與下生成SOCl₂，陽極電極反應(yīng)式為：4Cl^-+S+SO₂-4e^-=2SOCl₂，
故答案為：4Cl^-+S+SO₂-4e^-=2SOCl₂．

點(diǎn)評(píng) 本題考查較為綜合，涉及弱電解質(zhì)的電離、陌生方程式書寫、鹽類水解、氧化還原反應(yīng)、原電池與電解原理等知識(shí)，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和計(jì)算能力的考查，屬于易錯(cuò)題目，難度中等．