Question

氯化硫酰（SO₂Cl₂）主要用作氯化剂．它是一种无色液体，熔点-54.1℃，沸点69.1℃，遇水生成硫酸和氯化氢．氯化硫酰可用干燥的二氧化硫和氯气在活性炭催化剂存在下反应制取：
SO₂（g）+Cl₂（g） 

活性炭

 SO₂Cl₂（l）△H=-97.3kJ/mol
（1）写出氯化硫酰（SO₂Cl₂）水解的化学方程式

 

（2）300℃时，体积为1L的密闭容器中充入16.20g SO₂Cl₂，达到平衡时容器中含SO₂ 7.616g，则300℃时合成SO₂Cl₂反应的平衡常数的表达式为

 

．
（3）已知某温度下，已知K_sp（AgCl）=2.0×10^-10，K_sp（Ag₂SO₄）=1.6×10^-5，在SO₂Cl₂溶于水所得溶液中逐滴加入AgNO₃稀溶液，当Ag⁺浓度为0.1mol/L时，浑浊液中Cl^-浓度与SO₄^2- 浓度之比为

 

．
（4）将（2）所得的平衡混合气溶于足量的BaCl₂溶液中，计算最终生成沉淀的质量是多少（写出计算过程）．

 

．

Answer 1

考点：盐类水解的原理,难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质

专题：电离平衡与溶液的pH专题,盐类的水解专题

分析：（1）SO₂Cl₂遇水生成硫酸和氯化氢，根据原子守恒书写；
（2）根据n=

m

M

计算SO₂的物质的量，由方程式可知，Cl₂的物质的量等于SO₂的物质的量，计算二者的浓度，代入平衡常数表达式k=

c(SO2Cl2)

c(SO2)×c(Cl2)

计算；
（3）氯化银的溶解度远远小于Ag₂SO₄的溶解度，SO₂Cl₂溶于水所得溶液中c（H₂SO₄）：c（HCl）=1：2，溶液中离子浓度为硫酸根离子的2倍，故AgCl最先沉淀，依据氯化银和硫酸银沉淀溶解平衡定量关系计算；
（4）发生反应SO₂Cl₂+2H₂O═H₂SO₄+2HCl，SO₂+Cl₂+2H₂O═H₂SO₄+2HCl，H₂SO₄+BaCl₂═BaSO₄↓+2HCl，根据n=

m

M

计算SO₂Cl₂的物质的量，由S元素质量守恒可得n（BaSO₄）=n（SO₂Cl₂），再根据m=nM计算硫酸钡的质量．

解答： 解：（1）SO₂Cl₂遇水生成硫酸和氯化氢，则其水解方程式为：SO₂Cl₂+2H₂O═H₂SO₄+2HCl，故答案为：SO₂Cl₂+2H₂O═H₂SO₄+2HCl；
（2）发生反应 SO₂Cl₂（l）?SO₂（g）+Cl₂（g），SO₂的物质的量为

7.616g

64g/mol

=0.119mol，由方程式可知，n（Cl₂）=n（SO₂）=0.119mol，二者浓度都为

0.119mol

1L

=0.119mol/L，故参加反应的SO₂Cl₂的物质的量为0.119mol，SO₂Cl₂的物质的量为

16.2g

135g/mol

=0.12mol，平衡时SO₂Cl₂的物质的量为0.12mol-0.119mol=0.001mol，故SO₂Cl₂的平衡浓度为

0.001mol

1L

=0.001mol/L，故300℃的合成SO₂Cl₂反应的平衡常数为

0.001

1.119×0.119

=0.0706，
故答案为：0.0706；
（3）氯化银的溶解度远远小于Ag₂SO₄的溶解度，SO₂Cl₂溶于水所得溶液中c（H₂SO₄）：c（HCl）=1：2，溶液中离子浓度为硫酸根离子的2倍，故AgCl最先沉淀，当Ag⁺浓度为0.1mol/L时，浑浊液中Cl^-浓度与SO₄^2- 浓度之比=

c(Cl-)

c(SO42-)

=

Ksp(AgCl)×c(Ag+)

Ksp(Ag2SO4)

=

2.0×10-10×0.1

1.6×10-5

=1.25×10^-6；
故答案为：1.25×10^-6；
（4）发生反应SO₂Cl₂+2H₂O═H₂SO₄+2HCl，SO₂+Cl₂+2H₂O═H₂SO₄+2HCl，H₂SO₄+BaCl₂═BaSO₄↓+2HCl，SO₂Cl₂的物质的量为

16.2g

135g/mol

=0.12mol，由S元素质量守恒可得n（BaSO₄）=n（SO₂Cl₂）=0.12mol，故硫酸钡的质量为0.12mol×233g/mol=27.96g，
故答案为：27.96g．

点评：本题考查了水解原理的应用、化学平衡的影响因素、沉淀转化、平衡常数计算、化学计算等，对学生的计算能力提出了较高的要求，难度中等，（4）中计算注意根据元素守恒进行计算．