题目内容

【题目】氯化亚砜又称亚硫酰氯,其分子式为 SOCl2,常温常压下为淡黄色液体,遇水易水解。国内的氯化亚砜主要应用于医药、农药、染料等行业。实验室用干燥纯净的 Cl2、SO2 和 SCl2 制备 SOCl2 的部分装置如图所示:

已知:①SOCl2 沸点为 78.8℃,SCl2 的沸点为 50℃,且两种液体可互溶。

②SOCl2 遇水剧烈反应,液面上产生白雾,并有气体产生。

请回答:

(1)实验室制取 SOCl2 的反应方程式为____________

(2)写出丙中发生的离子反应_____________

(3)仪器 e 的名称是___________,实验仪器的连接顺序为a→_________(仪器可以重复使用)。

(4)仪器 f 的作用是 ____________

(5)实验结束后,将三颈烧瓶中混合物分离的实验操作名称是______。

(6)工业上常用 ZnCl2·2H2O 与 SOCl2 共热制取 ZnCl2。写出用惰性电极电解ZnCl2和盐酸的混合溶液的总反应离子反应式为_______。甲同学认为 SOCl2还可用作FeCl3·6H2O 制取无水 FeCl3的脱水剂,但乙同学对此提出质疑,可能的原因是____

【答案】SO2+Cl2+SCl22SOCl2 2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O 球形冷凝管 c→d→c→d→b 吸收SO2、Cl2,防止外界水蒸气进入装置 分馏(或蒸馏) 2H++2Cl—H2↑+Cl2↑ SOCl2可能会与Fe3+发生氧化还原反应

【解析】

由实验装置图可知,丙装置中浓盐酸与高锰酸钾反应制备氯气,因氯气中混有氯化氢和水蒸气,所以先将气体通过盛有饱和食盐水的乙装置除去氯化氢,再通过盛有浓硫酸的乙装置除去水蒸气,干燥的氯气、二氧化硫和SCl2在三颈烧瓶中,在活性炭作催化剂作用下,反应制得SOCl2,二氯化硫(SCl2)的沸点低,甲装置中球形冷凝管的作用是起冷凝回流SCl2的作用,干燥管中碱石灰的作用是防止有毒的氯气与二氧化硫逸出污染环境,同时防止空气中的水蒸气进入烧瓶中使氯化亚砜水解。

(1)实验室用干燥的氯气、二氧化硫和SCl2在三颈烧瓶中,在活性炭作催化剂作用下,反应制得SOCl2,反应的化学方程式为SO2+Cl2+SCl22SOCl2,故答案为:SO2+Cl2+SCl22SOCl2;

(2)装置丙中浓盐酸与高锰酸钾反应生产氯化锰、氯化钾、氯气和水,反应的离子方程式为2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O,故答案为:2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O;

(3)仪器 e 的名称是球形冷凝管;因氯气中混有氯化氢和水蒸气,实验时应先除去氯化氢和水蒸气,制得干燥的氯气,实验仪器的连接顺序为丙(制氯气)—乙(除氯化氢)—乙(除水蒸气)—甲(制SOCl2),则仪器的接口连接顺序为a→c→d→c→d→b,故答案为:球形冷凝管;c→d→c→d→b;

(4)仪器 f中盛有碱石灰,碱石灰的作用是吸收逸出的有毒的Cl2和SO2污染环境,防止空气中的水蒸气进入反应装置而使SOCl2水解,故答案为:吸收SO2、Cl2,防止外界水蒸气进入装置;

(5)已知氯化亚砜沸点为77℃,SCl2的沸点为50℃,实验结束后,采用分馏(或蒸馏)的方法即可将之分离,故答案为:分馏(或蒸馏);

(6)用惰性电极电解ZnCl2和盐酸的混合溶液时,阳极上氯离子放电能力强于氢氧根离子,阴极上氢离子放电能力强于锌离子,电解的总方程式为2H++2Cl—H2↑+Cl2↑;FeCl3具有氧化性,SOCl2具有还原性,SOCl2用作FeCl3·6H2O制取无水FeCl3的脱水剂时,SOCl2可能会与FeCl3发生氧化还原反应使FeCl3变质,故答案为:2H++2Cl—H2↑+Cl2↑;SOCl2可能会与Fe3+发生氧化还原反应。

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(1)在没有NOx催化时,O3的分解可分为以下两步反应进行;

①O3=O+O2 (慢) ②O+O3=2O2 (快)

第一步的速率方程为v1=k1c(O3),第二步的速率方程为v2=k2c(O3)·c(O)。其中O为活性氧原子,它在第一步慢反应中生成,然后又很快的在第二步反应中消耗,因此,我们可以认为活性氧原子变化的速率为零。请用k1、k2组成的代数式表示c(O)=____________。

(2)NO做催化剂可以加速臭氧反应,其反应过程如图所示:

已知:O3(g)+O(g)=2O2(g) ΔH=-143 kJ/mol

反应1:O3(g)+NO(g)=NO2(g)+O2(g) ΔH1=-200.2 kJ/mol。

反应2:热化学方程式为____________________________。

(3)一定条件下,将一定浓度NOx(NO2和NO的混合气体)通入Ca(OH)2悬浊液中,改变,NOx的去除率如图所示。

已知:NO与Ca(OH)2不反应;

NOx的去除率=1-×100%

①在0.3-0.5之间,NO吸收时发生的主要反应的离子方程式为:___________。

②当大于1.4时,NO2去除率升高,但NO去除率却降低。其可能的原因是__________。

(4)若将CO和NO按不同比例投入一密闭容器中发生反应:2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g) ΔH=-759.8 kJ/mol,反应达到平衡时,N2的体积分数随的变化曲线如图。

①b点时,平衡体系中C、N原子个数之比接近________。

②a、b、c三点CO的转化率从小到大的顺序为________;b、c、d三点的平衡常数从大到小的顺序为__________(以上两空均用a、b、c、d表示)。

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PbS(s)+2PbO(s)=3Pb(s)+SO2(g) △H=ckJ·mol-1

则利用方铅矿和铅矾矿(主要成分为PbSO4)冶炼铅并生产一种可能造成酸雨的气体的热化学方程式为____。

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温度/℃

300

727

1227

K

106.2

631

17.4

①d____0(填>、<或=)

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