题目内容
7.某学习小组依据反应:SO2(g)+Cl2(g)?SO2Cl2(g)△H<0,设计制备磺酰氯(SO2Cl2)的装置如图,有关信息如表所示.(1)若用浓盐酸与二氧化锰为原料制取Cl2,反应的化学方程式为:MnO2+4HCl(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O;
(2)C仪器装的药品是无水CaCl2,其作用是防止水蒸气进入A装置(引起SO2Cl2水解);
(3)为了便于混合物的分离且提高反应物的转化率,A装置的反应条件最好选择
a.冰水浴 b.常温 c.加热至69.1℃
(4)如果通入的Cl2或SO2含有水蒸气,氯气和二氧化硫可能发生反应的化学方程式为SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl;
SO2Cl2 | Cl2 | SO2 | |
熔点 | -54.1 | -101 | -72.4 |
沸点 | 69.1 | -34.6 | -10 |
性质 | 遇水发生剧烈水解 |
①经分析SO2Cl2与H2O反应性于非氧化还原反应,写出该反应的化学方程式SO2Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl;
②无色溶液W中的阴离子除含少量OH-外,还含有其它两种阴离子,如需检验溶液W中这两种阴离子,则其检出第一种离子的检验方法是取少量W溶液于试管中,加入过量Ba(NO3)2溶液,有不溶于稀硝酸的白色沉淀产生,说明溶液中含有SO42-;
③反应完成后,在W溶液、烧杯中分别滴加过量的BaCl2溶液,均出现白色沉淀,此沉淀不溶于稀盐酸,经过滤、洗涤、干燥、称量得到的固体质量分别为Xg、Yg,则SO2+Cl2?SO2Cl2反应中,SO2的转化率为$\frac{X}{X+Y}$×100%(用含X、Y的代数式表示).
分析 (1)若用浓盐酸与二氧化锰为原料制取Cl2,浓盐酸与二氧化锰在加热条件下反应生成MnCl2、Cl2、H2O;
(2)磺酰氯(SO2Cl2)易水解,无水CaCl2,具有吸水作用,防止水蒸气进入三颈烧瓶;
(3)正反应为放热反应,降低温度有利于SO2Cl2的生成,控制温度使SO2Cl2为液态,与未反应是氯气、二氧化硫分离;
(4)如果Cl2或SO2含有水蒸气,氯气和二氧化硫、水反应生成HCl与硫酸;
(5)①SO2Cl2遇水发生剧烈水解,且产生白雾,白雾是水解生成HCl与空气中水蒸气结合所致,则-SO2-基团结合2个-OH生成H2SO4;
②无色溶液W为HCl、H2SO4混合溶液,除含少量OH-外,还含有Cl-、SO42-,先用Ba(NO3)2溶液检验SO42-,过滤后,滴加HNO3酸化,再加入AgNO3溶液检验有Cl-;
③W溶液中得到白色沉淀,是SO2Cl2水解生成H2SO4与BaCl2溶液反应生成的BaSO4,烧杯中白色沉淀是未反应的二氧化硫转化为硫酸钠,硫酸钠与BaCl2溶液反应生成的BaSO4,根据S元素守恒计算参加反应的二氧化硫物质的量、通入的二氧化硫总物质的量,进而计算SO2的转化率.
解答 解:(1)浓盐酸与二氧化锰反应生成二氯化锰和氯气和水,方程式为:MnO2+4HCl(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O,
故答案为:MnO2+4HCl(浓) $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O;
(2)磺酰氯(SO2Cl2)易水解,防止烧杯中的水蒸气进入三颈烧瓶引起SO2Cl2水解,C仪器装的药品是无水CaCl2吸水干燥,
故答案为:防止水蒸气进入A装置(引起SO2Cl2水解);
(3)正反应为放热反应,降低温度有利于SO2Cl2的生成,控制温度使SO2Cl2为液态,与未反应是氯气、二氧化硫分离,故选择冷水浴,
故答案为:a;
(4)如果Cl2或SO2含有水蒸气,氯气和二氧化硫、水反应生成HCl与硫酸,反应方程式为:SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl,
故答案为:SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl;
(5)①SO2Cl2遇水发生剧烈水解,且产生白雾,白雾是水解生成HCl与空气中水蒸气结合所致,则-SO2-基团结合2个-OH生成H2SO4,反应方程式为:SO2Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl,
故答案为:SO2Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl;
②无色溶液W为HCl、H2SO4混合溶液,除含少量OH-外,还含有Cl-、SO42-,检验二者的方法为:取少量W溶液于试管中,加入过量Ba(NO3)2溶液,有不溶于稀硝酸的白色沉淀产生,说明溶液中含有SO42-,过滤,向滤液中滴加HNO3酸化,再加入AgNO3溶液,产生白色沉淀,则说明溶液中有Cl-,
故答案为:取少量W溶液于试管中,加入过量Ba(NO3)2溶液,有不溶于稀硝酸的白色沉淀产生,说明溶液中含有SO42-;
③W溶液中得到白色沉淀,是SO2Cl2水解生成H2SO4与BaCl2溶液反应生成的BaSO4,其物质的量为$\frac{X}{233}$mol,根据S元素守恒,参加反应的二氧化硫物质的量为$\frac{X}{233}$mol,
烧杯中白色沉淀是未反应的二氧化硫转化为硫酸钠,硫酸钠与BaCl2溶液反应生成的BaSO4,其物质的量为$\frac{Y}{233}$mol,故通入的二氧化硫总物质的量($\frac{X}{233}$+$\frac{Y}{233}$)mol,
则SO2的转化率为[$\frac{Y}{233}$mol÷($\frac{X}{233}$+$\frac{Y}{233}$)mol]×100%=$\frac{X}{X+Y}$×100%,
故答案为:$\frac{X}{X+Y}$×100%.
点评 本题考查制备实验方案,涉及化学方程式书写、对装置与操作的分析评价、离子检验、化学计算等,明确原理是解题关键,需要学生具备扎实的基础,题目难度中等.
A. | 向稀HNO3 中滴加Na2SO3溶液:SO32-+2H+═SO2↑+H2O | |
B. | 向Na2SiO3溶液中通入过量CO2:SiO32-+2CO2+H2O═H2SiO3↓+2HCO3- | |
C. | 向Al2(SO4)3 溶液中加入过量NH3•H2O:Al3++4NH3.H2O═AlO2-+4NH4++2H2O | |
D. | NaHCO3溶液中加少量Ba(OH)2溶液:2HCO3-+Ba2++2OH-═BaCO3↓+2H2O+CO32- |
A. | c(SO3)=0.4mol•L-1 | B. | c(SO2)=c(SO3)=0.15mol•L-1 | ||
C. | c(SO2)=0.25mol•L-1 | D. | c(SO2)=c(SO3)=0.4mol•L-1 |
A. | C02的电子式::$\underset{\stackrel{…}{O}}{…}$:$\underset{\stackrel{…}{C}}{…}$:$\underset{\stackrel{…}{O}}{…}$ | B. | 中子数为20的氯原子:${\;}_{17}^{20}$Cl | ||
C. | 乙烯的比例模型 | D. | 铝离子结构示意图: |
A. | CO2、CH4、N2等均是造成温室效应的气体 | |
B. | 石油是混合物,其分馏产品汽油是纯净物 | |
C. | 二氧化硫可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,体现二氧化硫的漂白性 | |
D. | 石油催化裂化和裂解可以获得更多的汽油和乙烯、丙烯等气态短链烃 |