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:
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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+SCl2
2SOCl2 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+SCl2
2SOCl2,故答案为:SO2+Cl2+SCl2
2SOCl2;
(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。
【题目】铅具有优秀的机械加工性能,可以制备各种性能优良的合金。广泛用于电池制造、机械、船舶工业、以及放射性防护等领域。
(1)铅的主要矿藏形式是方铅矿(PbS)利用其冶炼铅的反应过程如下:
2PbS(s)+3O2(g)=2PbO(s)+2SO2(g) △H=akJ·mol-1
PbS(s)+2O2(g)=PbSO4(s) △H=bkJ·mol-1
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____。
(2)铅也可以采用热还原法冶炼:PbO(s)+CO(g)
Pb(s)+CO2(g) △H=dkJ·mol-1,已知该反应的平衡常数和温度的关系如下表:
温度/℃ | 300 | 727 | 1227 |
K | 106.2 | 631 | 17.4 |
①d____0(填>、<或=)
②已知某温度下K=10,向密闭容器中加入足量的Pb和一定量的CO2平衡时,混合气体中CO的体积分数为____。
(3)新型液流式铅蓄电池以可溶的甲基磺酸铅为电解质,电池总反应:Pb+PbO2+4H+
2Pb2++2H2O
下列关于该电池的说法正确的是____。
a.充放电时,溶液中Pb2+浓度保持不变
b.放电时,溶液中H+向PbO2极区移动
c.放电时的负极反应式为:Pb-2e-=Pb2+
d.充电时的阳极反应式为:Pb2++4OH--2e-=PbO2+2H2O
(4)河流、湖泊中的铅污染日益被人们重视。已知常温下Pb元素在水中的各种存在形式物质的量分数α和溶液pH的关系如图所示:
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向醋酸铅溶液中逐滴滴加氢氧化钠溶液至pH=13时的主要离子反应方程式是_____,其平衡常数数值为____。