Question

9．二氯亚砜（SOCl₂）是一种无色易挥发液体，与水剧烈水解生成两种气体，常用作脱水剂，其熔点-105℃，沸点79℃，140℃以上时易分解．
（1）用硫黄（用S表示）、液氯和三氧化硫为原料在一定条件合成氯化亚砜，原子利用率达100%，则三者的物质的量比为2：3：1．写出SOCl₂吸收水蒸气的化学方程式：SOCl₂+H₂O=SO₂↑+2HCl↑．
（2）甲同学设计如图装置用ZnCl₂•xH₂O晶体制取无水ZnCl₂，回收剩余的SOCl₂并验证生成物中含有SO₂（夹持及加热装置略）：

①装置的连接顺序为A→B→D→F→E→C．
②搅拌的作用是，冷凝管的进水口是b．（填“a”或“b”）
③实验结束后，为检测ZnCl₂•xH₂O晶体是否完全脱水，称取蒸干后的固体a g溶于水，加入足量稀硝酸和硝酸银溶液，过滤，洗涤，干燥，称得固体为b g．
若 $\frac{b}{a}$=2.1（保留一位小数），即可证明ZnCl₂•xH₂O晶体已完全脱水．
④乙同学认为直接将ZnCl₂•xH₂O晶体置于坩埚中加热即可得到无水ZnCl₂，但老师说此方法不可．请用化学方程式解释原因：不可行，因为ZnCl₂加热时水解，反应方程式为ZnCl₂•xH₂O$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$2HCl+ZnO+（x-1）H₂O．
（3）丙同学认为SOCl₂还可用作由FeCl₃•6H₂O制取无水FeCl₃的脱水剂，但丁同学认为该实验会发生氧化还原反应．请你设计并简述实验方案判断丁同学的观点：方法一：往试管中加水溶解，滴加BaCl₂溶液，若生成白色沉淀，则证明脱水过程发生了氧化还原反应；
方法二：往试管中加水溶解，滴加KSCN溶液，若没有明显现象，则证明脱水过程发生了氧化还原反应；
方法三：往试管中加水溶解，滴加K₃[Fe（CN）₆]溶液，若生成蓝色沉淀，则证明脱水过程发生了氧化还原反应．

Answer 1

分析 （1）用硫黄（用S表示）、液氯和三氧化硫为原料在一定条件合成氯化亚砜，原子利用率达100%，则反应的方程式为2S+3Cl₂+SO₃$\frac{\underline{\;一定条件\;}}{\;}$3SOCl₂，根据方程式可知三者的物质的量比，SOCl₂遇水剧烈反应生成SO₂与HCl；
（2）①A中SOCl₂吸收结晶水得到SO₂与HCl，用冰水冷却收集SOCl₂，浓硫酸吸收水蒸气，防止溶液中水蒸气加入B中，用品红溶液检验二氧化硫，用氢氧化钠溶液吸收尾气种二氧化硫与HCl，防止污染环境，E装置防止倒吸；
②搅拌可以增大接触面积，加快反应速率；根据逆流冷却效果好进行判断；
③ZnCl₂•xH₂O完全脱水得到ZnCl₂，则ag为ZnCl₂的质量，溶于水后加入足量稀硝酸和硝酸银溶液，过滤，洗涤，干燥，称得固体为bg为AgCl的质量，结合氯离子守恒计算；
④ZnCl₂加热时会水解为氢氧化锌与HCl，氯化氢挥发，氢氧化锌受热分解为ZnO；
（3）若发生氧化还原反应，则Fe³⁺会被还原为Fe²⁺，而SOCl₂水解得到SO₂会被氧化为H₂SO₄，可以检验硫酸根、亚铁离子或铁离子判断；

解答 解：（1）用硫黄（用S表示）、液氯和三氧化硫为原料在一定条件合成氯化亚砜，原子利用率达100%，则反应的方程式为2S+3Cl₂+SO₃$\frac{\underline{\;一定条件\;}}{\;}$3SOCl₂，所以三者的物质的量比为2：3：1，SOCl₂遇水剧烈反应生成SO₂与HCl，反应方程式为：SOCl₂+H₂O=SO₂↑+2HCl↑，
故答案为：2：3：1；SOCl₂+H₂O=SO₂↑+2HCl↑；
（2）①A中SOCl₂吸收结晶水得到SO₂与HCl，用冰水冷却收集SOCl₂，浓硫酸吸收水蒸气，防止溶液中水蒸气加入B中，用品红溶液检验二氧化硫，用氢氧化钠溶液吸收尾气种二氧化硫与HCl，防止污染环境，E装置防止倒吸，装置的连接顺序为A→B→D→F→E→C，
故答案为：D，F，E，C；
②搅拌可以增大接触面积，加快脱水速率；逆流冷却效果好，应从b口进水，
故答案为：增大接触面积，加快脱水速率；b；
③ZnCl₂•xH₂O完全脱水得到ZnCl₂，则ag为ZnCl₂的质量，溶于水后加入足量稀硝酸和硝酸银溶液，过滤，洗涤，干燥，称得固体为bg为AgCl的质量，由氯离子守恒：$\frac{ag}{136g/mol}$×2=$\frac{bg}{143.5g/mol}$，整理可得$\frac{b}{a}$=2.1，
故答案为：2.1；
④ZnCl₂加热时会水解为氢氧化锌与HCl，氯化氢挥发，氢氧化锌受热分解为ZnO，不能得到ZnCl₂，该方案不可行，反应的方程式为ZnCl₂•xH₂O$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$2HCl+ZnO+（x-1）H₂O，
故答案为：不可行，因为ZnCl₂加热时水解，反应方程式为ZnCl₂•xH₂O$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$2HCl+ZnO+（x-1）H₂O；
（3）若发生氧化还原反应，则Fe³⁺会被还原为Fe²⁺，而SOCl₂水解得到SO₂会被氧化为H₂SO₄，实验证明脱水时发生了氧化还原反应方案为：
方法一：往试管中加水溶解，滴加BaCl₂溶液，若生成白色沉淀，则证明脱水过程发生了氧化还原反应；
方法二：往试管中加水溶解，滴加KSCN溶液，若没有明显现象，则证明脱水过程发生了氧化还原反应；
方法三：往试管中加水溶解，滴加K₃[Fe（CN）₆]溶液，若生成蓝色沉淀，则证明脱水过程发生了氧化还原反应，
故答案为：方法一：往试管中加水溶解，滴加BaCl₂溶液，若生成白色沉淀，则证明脱水过程发生了氧化还原反应；
方法二：往试管中加水溶解，滴加KSCN溶液，若没有明显现象，则证明脱水过程发生了氧化还原反应；
方法三：往试管中加水溶解，滴加K₃[Fe（CN）₆]溶液，若生成蓝色沉淀，则证明脱水过程发生了氧化还原反应．

点评 本题考查物质制备实验、实验方案设计、对原理与操作的分析与评价、化学计算等，关键是对实验原理的理解，较好地考查学生实验能力、计算能力、知识迁移运用能力．