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8.二氯化砜(SO2Cl2)是一种重要的有机合成试剂,实验室可利用SO2与Cl2反应制取少量的SO2Cl2.装置如图(有些支持装置省略了)所示.已知SO2Cl2的熔点为-54.1℃,沸点为69.1℃;常温下比较稳定,受热易分解,遇水能发生剧烈的水解反应,产物之一为氯化氢气体.

(1)仪器E的名称是分液漏斗,由B的使用可知SO2与氯气之间的反应居于放(填“放”或“吸”)热反应,B处反应管冷却水应从a (填“a”或“b”)接口通入.如果将丙装置放入冰水中,会更有利于二氯化砜的生成,其原因是该反应是放热反应,降低温度能使平衡正向移动,有利于二氯化砜的生成.
(2)试剂X、Y的组合最好是c.
a.98%硫酸和铜       b.稀硝酸和亚硫酸钠固体     c.60%硫酸和亚硫酸钾固体
(3)戊是贮气装置,则E中的试剂是饱和食盐水;若缺少装置乙和丁,潮湿的氯气和二氧化硫之间发生反应的化学方程式是SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl.
(4)取1.00g蒸馏后的液体,小心地完全溶于水,向所得的溶液中加入足量氯化钡溶液,测得生成沉淀的质量为1.50g,则所得馏分中二氯化砜的质量百分含量为86.9%(结果保留小数点后1位).
(5)二氯化砜应储存于阴凉、干燥、通风良好的库房,但久置后微显黄色,其原因是因为SO2Cl2自身分解生成Cl2,Cl2溶于使液体呈黄色.

分析 由(3)戊是贮氯气装置,可知甲装置制备二氧化硫,二氧化硫与氯气在丙中反应生成SO2Cl2,丙中活性炭可能起催化剂作用,SO2Cl2遇水发生剧烈的水解反应,乙为干燥二氧化硫,E中盛放溶液加入戊中排出装置内氯气,可以是饱和食盐水,降低氯气溶解度,丁干燥氯气,SO2Cl2沸点低、易挥发,B为冷凝管,使挥发的产物SO2Cl2冷凝回流,碱石灰吸收为反应的二氧化硫、氯气,防止污染空气,并吸收空气中的水蒸气,防止进入C中导致磺酰氯水解.
(1)根据装置图可知,E为分液漏斗,因蛇形冷凝管的作用是冷凝回流而反应又没有加热,据此判断SO2与氯气间的反应的热效应,该反应是放热反应,降低温度能使平衡正向移动;
(2)甲是制备SO2的装置,铜与浓硫酸反应需要加热,硝酸能氧化SO2,据此答题;
(3)因氯水不溶于饱和食盐水,故E中的试剂是饱和食盐水.氯气在水存在的条件下可将SO2氧化成硫酸,自身被还原为HCl;
(4)根据SO2Cl2~H2SO4~BaSO4计算;
(5)SO2Cl2久置后分解会生成氯气,可能是溶解氯气所致.

解答 解:(1)根据装置图可知,E为分液漏斗,因蛇形冷凝管的作用是冷凝回流而反应又没有加热,故SO2与氯气间的反应为放热反应;冷凝水下进上出,a口接入,该反应是放热反应,降低温度能使平衡正向移动,有利于二氯化砜的生成,故答案为:分液漏斗;放;a;该反应是放热反应,降低温度能使平衡正向移动,有利于二氯化砜的生成;
(2)甲是制备SO2的装置,铜与浓硫酸反应需要加热,硝酸能氧化SO2,据此答题,故答案为:c;
(3)因氯水不溶于饱和食盐水,故E中的试剂是饱和食盐水,氯气在水存在的条件下可将SO2氧化成硫酸,自身被还原为HCl,反应的方程式为SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl,
故答案为:饱和食盐水;SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl;
(4)设所得馏分中二氯化砜的质量百分含量为x,则:
SO2Cl2~H2SO4~BaSO4
135 233
1.00g×x 1.5g
所以135:233=1.00g×x:1.5g
解得x=86.9%
故答案为:86.9;
(5)SO2Cl2久置后分解会生成氯气,可能是溶解氯气所致,故答案为:因为SO2Cl2自身分解生成Cl2,Cl2溶于使液体呈黄色.

点评 本题考查实验制备方案,涉及对反应原理、装置及操作的分析评价、对仪器的识别、物质的分离提纯等,注意对物质性质信息的应用,难度中等.

练习册系列答案
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19.实验室需要0.1mol/L NaOH溶液450mL和0.5mol/L硫酸溶液500mL.根据这两种溶液的配制情况回答下列问题:
(1)如图所示的仪器中配制溶液肯定不需要的是A、C(填序号),配制上述溶液还需用到的玻璃仪器是烧杯、玻璃棒(填仪器名称).

(2)下列操作中,容量瓶所不具备的功能有B、C、E(填序号).
A.配制一定体积准确浓度的标准溶液
B.贮存溶液
C.测量容量瓶规格以下的任意体积的液体
D.准确稀释某一浓度的溶液
E.用来加热溶解固体溶质
(3)根据计算用托盘天平称取NaOH的质量为2.0 g.
配制时,其正确的操作顺序是(字母表示,每个字母只能用一次)BCAFED.
A.用30mL水洗涤烧杯2~3次,洗涤液均注入容量瓶
B.准确称取计算量的氢氧化钠固体于烧杯中,再加入少量水(约30mL),用玻璃棒慢慢搅动,使其充分溶解
C.将溶解的氢氧化钠溶液沿玻璃棒注入容量瓶中
D.将容量瓶盖紧,振荡,摇匀
E.改用胶头滴管加水,使溶液凹面恰好与刻度相切
F.继续往容量瓶内小心加水,直到液面接近刻度2~3cm处
(4)根据计算得知,所需质量分数为98%、密度为1.84g/cm3的浓硫酸的体积为:13.6 mL(计算结果保留一位小数).如果实验室有15mL、20mL、50mL量筒,应选用15 mL的量筒最好.配制过程中需先在烧杯中将浓硫酸进行稀释,稀释时操作方法是:向烧杯中先加入适量蒸馏水,再将量取的浓硫酸沿烧杯内壁慢慢倒入烧杯中,并用玻璃棒不断搅拌.
7.某短周期元素的原子最外层电子数为次外层的2倍,其单质甲可发生如下反应:
甲+乙$\stackrel{△}{→}$丙+丁+水.
(1)若丙为NO2.
①甲与乙反应的化学方程式为C+4HNO3(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO2↑+4NO2↑+2H2O.
②火箭常用NO2的二聚体N2O4作氧化剂,肼(N2H4)作燃料,已知:
N2(g)+2O2(g)═2NO2(g)△H=-67.7kJ•mol-1
N2H4(g)+O2(g)═N2(g)+2H2O(g)△H=-534.0kJ•mol-1
2NO2(g)?N2O4(g)△H=-52.7kJ•mol-1
试写出气态肼(N2H4)在气态四氧化二氮中燃烧生成氮气和气态水的热化学方程式:2 N2H4(g)+N2O4(g)═3N2(g)+4H2O(g)△H=-947.6kJ•mol-1.
③肼又称联氨,广泛用于火箭推进剂、有机合成及燃料电池.肼燃料电池原理如右图所示,右边电极为正极(填“正极”、“负极”),左边电极上发生的电极反应式为N2H4-4e-+4OH-═N2+4H2O.
(2)若丙为SO2.
①把乙滴入硫酸铜晶体中,观察到的现象是蓝色晶体变为白色粉末.
②SO2气体有毒,多余的SO2气体常用足量的NaOH溶液吸收,写出吸收液中离子浓度由大到小的顺序:c(Na+)>c(SO32-)>c(OH-)>c(HSO3-)>c(H+).
③在氧化还原反应的过程中,氧化反应和还原反应同时发生,有关反应:SO2-2e-+2H2O═SO42-+4H+反应的说法错误的是BC.
A.该反应为氧化反应
B.上述反应中若转移电子物质的量为0.05mol,则生成溶液的PH值为1
C.Fe2(SO4)3、品红两种溶液都能使上述反应进行
D.通入Cl2会降低SO2的漂白作用.

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