Question

5．已知磺酰氯（SO₂Cl₂）是一种有机氯化剂，SO₂（g）+Cl₂（g）=SO₂C1₂（g）△H＜0，SO₂Cl₂是一种无色液体，熔点-54.1℃，沸点69.1℃，极易水解，遇潮湿空气会产生白雾．
（1）化合物SO₂Cl₂中S元素的化合价是+6．
（2）用二氧化锰和浓盐酸制氯气的化学方程式为MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O．
（3）用如图所示的装置制备SO₂Cl₂，下列说法正确是bc（选填编号）
a．A、E处洗气瓶中盛放的可能分别是饱和食盐水和饱和NaHSO₃溶液
b．B处反应管内五球中玻璃棉上的活性碳作催化剂
c．装置C处吸滤瓶应放在冰水中冷却，更有利于SO₂Cl的收集
（4）B处反应管冷却水应从n（填“m”或“n”） 接口通入，从化学平衡移动角度分析，反应管通水冷却的目的是正反应为放热反应，降低温度，平衡向正反应方向移动，有利于SO₂Cl₂生成，D处U形管中盛放的试剂可以是CaCl₂．
（5）向C中所得液体中加水，出现白雾，振荡、静置得到无色溶液．经检验该溶液中的阴离子只有SO₄^2-、Cl^-（OH^-除外），写出SO₂Cl₂与H₂O反应的化学方程式SO₂Cl₂+2H₂O=H₂SO₄+2HCl．
（6）已知室温下，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．当浊液中Ag⁺浓度为0.1mol/L时，此浊液中Cl^-与SO₄^2-的物质的量浓度之比为1.25×10^-6：1．

Answer 1

分析 （1）化合物SO₂Cl₂中O元素为-2价、Cl元素为-1价，根据化合价规则计算S元素的化合价；
（2）二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应生成氯化锰、氯气与水；
（3）a．由于SO₂Cl₂极易水解，遇潮湿空气会产生白雾，A、E处洗气瓶作用为吸水干燥气体；
b．B处活性碳应作催化剂；
c．反应为反应热反应，得到气态SO₂C1₂，装置C处吸滤瓶应放在冰水中冷却，使SO₂Cl₂液化；
（4）B中反应得到气态SO₂C1₂，应充满冷凝水充分冷却，采取逆流原理；正反应为放热反应，降低温度，有利于SO₂Cl₂生成；D处U形管中盛放的试剂吸收空气中的水蒸气，防止加入C中导致SO₂C1₂水解；
（5）向SO₂C1₂中加水，出现白雾，振荡、静置得到无色溶液．经检验该溶液中的阴离子只有SO₄^2-、Cl^-（OH^-除外），说明SO₂C1₂水解生成H₂SO₄、HCl；
（6）根据溶度积可知，溶液中c（Cl^-）=$\frac{Ksp（AgCl）}{c（A{g}^{+}）}$，c（SO₄^2-）=$\frac{Ksp（A{g}_{2}S{O}_{4}）}{{c}^{2}（A{g}^{+}）}$，据此计算．

解答 解：（1）化合物SO₂Cl₂中O元素为-2价、Cl元素为-1价，令S元素化合价为x，根据化合价规则x+2×（-2）-1=0，故x=6，即S元素的化合价为+6，
故答案为：+6；
（2）二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应生成氯化锰、氯气与水，反应方程式为：MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，
故答案为：MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
（3）a．由于SO₂Cl₂极易水解，遇潮湿空气会产生白雾，A、E处洗气瓶作用为吸水干燥气体，二氧化硫和氯气都可以用浓硫酸干燥，而饱和食盐水和饱和NaHSO₃溶液起不到干燥的作用，故a错误；
b．B处活性碳应作催化剂，故b正确；
c．反应为反应热反应，得到气态SO₂C1₂，装置C处吸滤瓶应放在冰水中冷却，使SO₂Cl₂液化，有利于SO₂Cl的收集，同时利平衡正向移动，提高产率，故正确，
故选：bc；
（4）B中反应得到气态SO₂C1₂，应充满冷凝水充分冷却，采取逆流原理，即从n口接入冷凝水；
正反应为放热反应，降低温度，平衡向正反应方向移动，有利于SO₂Cl₂生成；
D处U形管中盛放的试剂吸收空气中的水蒸气，防止加入C中导致SO₂C1₂水解，可以用CaCl₂等干燥，
故答案为：n；正反应为放热反应，降低温度，平衡向正反应方向移动，有利于SO₂Cl₂生成；CaCl₂；
（5）向SO₂C1₂中加水，出现白雾，振荡、静置得到无色溶液．经检验该溶液中的阴离子只有SO₄^2-、Cl^-（OH^-除外），说明SO₂C1₂水解生成H₂SO₄、HCl，反应方程式为：SO₂Cl₂+2H₂O=H₂SO₄+2HCl，
故答案为：SO₂Cl₂+2H₂O=H₂SO₄+2HCl；
（6）根据溶度积可知，溶液中c（Cl^-）=$\frac{Ksp（AgCl）}{c（A{g}^{+}）}$，c（SO₄^2-）=$\frac{Ksp（A{g}_{2}S{O}_{4}）}{{c}^{2}（A{g}^{+}）}$，则Cl^-与SO₄^2-的物质的量浓度之比为 $\frac{Ksp（AgCl）}{c（A{g}^{+}）}$：$\frac{Ksp（A{g}_{2}S{O}_{4}）}{{c}^{2}（A{g}^{+}）}$=c（Ag⁺）×Ksp（AgCl）：Ksp（Ag₂SO₄）=0.1×2.0×10^-10：1.6×10^-5=1.25×10^-6：1，
故答案为：1.25×10^-6：1．

点评 本题考查化学制备实验、对装置与操作的分析评价、对信息获取及应用、溶度积有关计算等，关键是明确原理，需要学生具备扎实的基础与灵活运用的能力，难度中等．