Question

【题目】“共生系统”能很大程度上提高经济效益。研究硫酸工业尾气的“共生系统”具有重要意义。回答下列问题：

(1)工业上，将Na2CO3和Na2S以合适的物质的量比配成溶液，吸收富集的SO2，可制取重要的化工原料Na2S2O3，同时放出CO2。该反应的化学方程式为___________________。

(2)工业上，将富含SO2的工业尾气降温液化，收集液态SO2。用液态SO2、硫磺(用S表示)、液氯为原料，在200℃～250℃活性炭催化条件下合成氯化剂SOCl2。该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为________________。

(3)SOCl2分子的空间构型为______________。下列关于O、S、Se三种同主族元素的叙述正确的是____________(填序号)。

a．沸点：H2O>H2S>H2Se

b．H2O分子中H—O—H键的键角小于H2S分子中H—S—H键的键角

c．热稳定性H2O>H2S>H2Se

d．CS2是一种直线型分子，分子中C、S原子都满足8电子稳定结构

(4)氯化亚砜(SOCl2，易挥发液体，易水解)常用作脱水剂。ZnCl2·xH2O制取无水ZnCl2流程如图所示：

①利用SOCl2和ZnCl2·xH2O混合加热可制得无水ZnCl2的原因是_________________________________(用化学方程式和必要的文字解释)。

②甲同学认为SOCl2也可用于FeCl3·6H2O制取无水FeCl3，但乙同学认为该过程会发生氧化还原反应。要验证乙同学观点是否正确，可选择下列试剂中的___________(填序号)。

a．K3[Fe(CN)6]溶液 b．BaCl2溶液和稀盐酸

c．AgNO3溶液和稀硝酸 d．酸性KMnO4溶液

Answer 1

【答案】Na2CO3+2Na2S+4SO2= 3Na2S2O3+CO2 2:1 三角锥形 cd SOCl2易水解，发生反应SOCl2+H2O= SO2↑+2HCl↑或xSOCl2+ZnCl2·xH2O+H2O= ZnCl2 +xSO2↑+2xHCl↑，生成的HCl抑制Zn2+水解，故可制得无水ZnCl2 ad

【解析】

(1) 根据题意可知，SO2和Na2S发生氧化还原反应，生成Na2S2O3；

(2) Cl2为氧化剂，S为还原剂根据化合价升降法确定系数；

(3) SOCl2分子中S为中心原子，为sp3杂化；根据同族元素原子的结构及其性质的递变性进行分析。

(4) ①已知SOCl2易水解，可与ZnCl2·xH2O提供的水反应发生SOCl2+H2O= SO2+2HCl，且生成的HCl能够抑制锌离子的水解，导致ZnCl2·xH2O失去水，从而得到无水ZnCl2；

②若乙同学观点正确，则生成的氯化铁固体中含有氯化亚铁杂质，可将少量固体溶于稀盐酸中，加入K3[Fe(CN)6]溶液显蓝色或滴加酸性KMnO4溶液，紫色褪去即可。

(1) 根据题意可知，SO2和Na2S发生氧化还原反应，生成Na2S2O3，反应的化学方程式为Na2CO3+2Na2S+4SO2= 3Na2S2O3+CO2；

(2) 以SO2、S、Cl2为原料制取SOCl2中，Cl2为氧化剂，化合价由0价变为-1，S为还原剂，化合价由0价变为+4，而SO2的化合价未变，则化合价改变值的最小公倍数为4，则的系数为2，S的系数为1，氧化剂与还原剂的物质的量之比为2：1；

(3) SOCl2分子中S为中心原子，共3条键，有1对孤电子对，为sp3杂化，则为三角锥形；

a．H2O间存在氢键，分子间的作用力增大，沸点较高，而H2S、H2Se分子间无氢键，沸点与分子量有关，分子量越大，分子间的作用力越强，沸点越高，则沸点：H2O>H2Se >H2S，a错误；

b．O原子半径小于S，导致电子对与原子核距离变小，则H2O分子中H、O间的成键电子对间的斥力变大，H—O—H键的键角大于H2S分子中H—S—H键的键角，b错误；

c．O、S、Se三种同主族元素，非金属性越强，则热稳定性越高，则热稳定性H2O>H2S>H2Se，c正确；

d．CS2是一种直线型分子，中心原子为sp杂化，分子中C、S原子间形成C=S键，则都满足8电子稳定结构，d正确；

答案为cd；

(4) ①已知SOCl2易水解，可与ZnCl2·xH2O提供的水反应发生SOCl2+H2O= SO2+2HCl，且生成的HCl能够抑制锌离子的水解，导致ZnCl2·xH2O失去水，从而得到无水ZnCl2；

②若乙同学观点正确，则生成的氯化铁固体中含有氯化亚铁杂质，可将少量固体溶于稀盐酸中，加入K3[Fe(CN)6]溶液显蓝色或滴加酸性KMnO4溶液，紫色褪去即可，综上所述，答案为ad。