Question

4．某學(xué)習(xí)小組依據(jù)SO₂具有還原性，推測SO₂能被Cl₂氧化生成SO₂Cl₂．查閱資料：SO₂Cl₂在常溫下為無色液體，極易水解，遇潮濕空氣會產(chǎn)生白霧．
Ⅰ．化合物SO₂Cl₂中S元素的化合價是+6．
Ⅱ．用二氧化錳和濃鹽酸制氯氣的化學(xué)方程式是MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O．
Ⅲ．在收集氯氣前，應(yīng)依次通過盛有飽和氯化鈉溶液和濃硫酸的洗氣瓶．
Ⅳ．用如圖所示裝置收集滿Cl₂，再通入SO₂，集氣瓶中立即產(chǎn)生無色液體，充分反應(yīng)后，將液體和剩余氣體分離，進行如下研究．
（1）研究反應(yīng)的產(chǎn)物．向所得液體中加水，出現(xiàn)白霧，振蕩、靜置得到無色溶液．經(jīng)檢驗該溶液中的陰離子（除OH^-外）只有SO₄^2-、Cl^-，證明無色液體是SO₂Cl₂．
①寫出SO₂Cl₂與H₂O反應(yīng)的化學(xué)方程式：SO₂Cl₂+2H₂O=H₂SO₄+2HCl．
②檢驗該溶液中Cl^-的方法是取少量該溶液于試管中，加入過量Ba（NO₃）₂溶液，過濾，向濾液中滴加HNO₃酸化，再加入AgNO₃溶液，若產(chǎn)生白色沉淀，則說明溶液中有Cl^-．
（2）繼續(xù)研究反應(yīng)進行的程度．用NaOH溶液吸收分離出的氣體，用稀鹽酸酸化后，再滴加BaCl₂溶液，產(chǎn)生白色沉淀．
①該白色沉淀的成分是BaSO₄．
②寫出SO₂與Cl₂反應(yīng)的化學(xué)方程式SO₂+Cl_2^?SO₂Cl₂，并闡述理由由于白色沉淀是BaSO₄，所以反應(yīng)后的混合氣體中必然存在SO₂和Cl₂兩種氣體．因此SO₂和Cl₂生成SO₂Cl₂的反應(yīng)為可逆反應(yīng)．

Answer 1

分析 I．根據(jù)在化合物中，元素化合價的代數(shù)和為零進行解答；
Ⅱ．二氧化錳和濃鹽酸反應(yīng)生成氯氣、氯化錳和水；
Ⅲ．氯氣在飽和的氯化鈉中難溶，氯化氫易溶于其中，濃硫酸具有吸水性，可以干燥氯氣；
Ⅳ．（1）①SO₂Cl₂與H₂O反應(yīng)生成硫酸和氯化氫；
②氯離子與銀離子反應(yīng)生成不溶液硝酸的氯化銀沉淀，注意應(yīng)先加入硝酸鋇溶液，先排除硫酸根離子的干擾；
（2）SO₂和Cl₂生成SO₂Cl₂的反應(yīng)為可逆反應(yīng)，SO₂Cl₂分解得到的氯氣和二氧化硫在水溶液中發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸和氯化氫，硫酸與氯化鋇反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀．

解答 解：I．SO₂Cl₂中，氧為-2價，氯為-1價，設(shè)硫元素的化合價為x，根據(jù)在化合物中，元素化合價的代數(shù)和為零可知：X+（-2）×2+（-1）×2=0，解得：X=+6，所以硫元素化合價為+6價；
故答案為：+6價；
II．二氧化錳和濃鹽酸反應(yīng)，錳從+4價降為+2價，氯從-1價升為0價，反應(yīng)的方程式為：MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，
故答案為：MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
Ⅲ．氯化氫易揮發(fā)，制取的氯氣中含有氯化氫和水蒸氣，氯化氫極易溶于水，氯氣在飽和的氯化鈉溶液中難溶，所以將制得的氯氣通過飽和氯化鈉溶液，除去氯化氫氣體，要收集干燥的氯氣應(yīng)除去氯氣中的水蒸氣，選用濃硫酸可以干燥氯氣；
故答案為：飽和氯化鈉溶液；濃硫酸；
Ⅳ．（1）①SO₂Cl₂在常溫下為無色液體，極易水解，遇潮濕空氣會產(chǎn)生白霧為氯化氫的溶液，所以SO₂Cl₂與水反應(yīng)，各元素的化合價不變，生成硫酸和鹽酸，反應(yīng)的方程式為：SO₂Cl₂+2H₂O=H₂SO₄+2HCl，
故答案為：SO₂Cl₂+2H₂O=H₂SO₄+2HCl；
②要檢驗溶液中的氯離子應(yīng)排除硫酸根離子的干擾，所以：取少量該溶液于試管中，加入過量Ba（NO₃）₂溶液，過濾，向濾液中滴加HNO₃酸化，再加入AgNO₃溶液，若產(chǎn)生白色沉淀，則說明溶液中有Cl^-；
故答案為：取少量該溶液于試管中，加入過量Ba（NO₃）₂溶液，過濾，向濾液中滴加HNO₃酸化，再加入AgNO₃溶液，若產(chǎn)生白色沉淀，則說明溶液中有Cl^-；
（2）①SO₂和Cl₂生成SO₂Cl₂的反應(yīng)為可逆反應(yīng)，SO₂Cl₂分解得到的氯氣和二氧化硫在水溶液中發(fā)生氧化還原反應(yīng)：SO₂+Cl₂+2H₂O═2HCl+H₂SO₄，生成硫酸和氯化氫，硫酸與氯化鋇反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀；
故答案為：BaSO₄；
②SO₂與Cl₂發(fā)生化合反應(yīng)：SO₂+Cl_2^?SO₂ Cl₂，由于白色沉淀是BaSO₄，所以反應(yīng)后的混合氣體中必然存在SO₂和Cl₂兩種氣體，因此SO₂和Cl₂生成SO₂Cl₂的反應(yīng)為可逆反應(yīng)，
故答案為：SO₂+Cl_2^?SO₂Cl₂，由于白色沉淀是BaSO₄，所以反應(yīng)后的混合氣體中必然存在SO₂和Cl₂兩種氣體．因此SO₂和Cl₂生成SO₂Cl₂的反應(yīng)為可逆反應(yīng)．

點評 本題依據(jù)SO₂具有還原性進行反應(yīng)產(chǎn)物的實驗探究，明確二氧化硫的性質(zhì)、SO₂Cl₂信息的處理是解題關(guān)鍵，注意離子檢驗的方法，考查了學(xué)生綜合應(yīng)用知識的能力，題目難度中等．