Question

8．S₂Cl₂是工业上常用的硫化剂，广泛应用于石油化工．实验室制备S₂Cl₂的方法有两种：
①CS₂+3Cl₂$\stackrel{111-140℃}{→}$CCl₄+S₂Cl₂；②2S+Cl₂$\stackrel{95-100℃}{→}$S₂Cl₂
已知：S₂Cl₂不稳定，在水中易发生歧化反应（一部分硫元素化合价升高，一部分硫元素化合价降低）．
反应涉及的几种物质的熔沸点如下：

	S	CS2	CCl4	S2Cl2
熔点/	113	-109	-23	-77
沸点/	445	47	77	137

实验室利用如下装置制备S₂Cl₂（部分夹持仪器已略去）：
回答下列问题：
（1）写出A装置中发生反应的离子方程式：MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O．如果撤去A装置中酒精灯，若想达到同样的目的，则圆底烧瓶中加入试剂是高锰酸钾（或重铬酸钾，氯酸钾）固体（填写名称）．
（2）冷却水进水口是a（填“a”或“b”）
（3）下列均匀为中学教材中的实验，也可以采用类似D装置的冷凝方式的有I、Ⅱ、Ⅳ（填序号）
I．制取溴苯Ⅱ．制取乙酸乙酯Ⅲ．制取氨气Ⅳ．石油分馏
（4）用化学方程式表示撤去C装置的后果2S₂Cl₂+2H₂O═3S↓+SO₂↑+4HCl↑；用直接加热替代水浴加热的后果是不易控制温度，温度高时产生副产物，产品纯度降低．
（5）M溶液可以选择下列试剂中的a、c（填序号）．
 a．碳酸钠溶液  b．氯化铁溶液   c．亚硫酸钠溶液  d．高锰酸钾溶液
（6）实验完毕后，分离产品必需的主要玻璃仪器是蒸馏烧瓶、温度计（填两种仪器名称）．

Answer 1

分析 制备S₂Cl₂原理是：在装置A中二氧化锰和浓盐酸之间反应得到氯气，但是氯气中混油HCl和水，应该先用饱和食盐水除去HCl（装置B），再用浓硫酸干燥氯气（装置C），让氯气和二硫化碳在一定温度下发生反应（装置D）：2S+Cl₂$\stackrel{95-100℃}{→}$S₂Cl₂，为了使CS₂平稳汽化，避免产物S₂Cl₂汽化，采用热水浴加热的方法，根据S₂Cl₂的熔沸点数据，采用冷凝回流的办法将之收集即可试验中的氯气要进行尾气处理，可以用氢氧化钠来吸收．
（1）依据实验室制备氯气的方法分析，用二氧化锰和浓盐酸加热反应生成氯气；实验室也可以用高锰酸钾等强氧化剂和浓盐酸在常温下反应制取氯气；
（2）为充分冷凝，使冷水充满冷凝器，因此冷却水采取逆流原理；
（3）D中冷凝管起到导气和冷凝回流双重作用，根据各选项物质的制备实验结合装置的性质来回答；
（4）根据题干信息：S₂Cl₂在水中易发生岐化反应，依据氧化还原反应的元素化合价变化守恒推断，化合价降低的生成黄色沉淀为单质硫，化合价升高的生成二氧化硫气体，
为了使CS₂平稳汽化，避免产物S₂Cl₂汽化，可以采用水浴加热的方法，用直接加热替代水浴加热，不易控制温度，温度高时产生副产物，产品纯度降低；
（5）M溶液吸收多余的氯气，氯化铁和氯气不反应，高锰酸钾和氯气也不反应；
（6）实验完毕后，分离产品需蒸馏，根据蒸馏操作选择玻璃仪器，蒸馏操作需要铁架台、酒精灯、石棉网、温度计、冷凝管、牛角管、锥形瓶等仪器．

解答 解：（1）用固液加热的方法制Cl₂，常用浓盐酸和二氧化锰反应制取，反应离子方程式为：MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；如果撤去A装置中酒精灯，若想达到同样的目的，则圆底烧瓶中加入试剂是高锰酸钾（或重铬酸钾，氯酸钾）固体，如：2KMnO₄+16HCl（浓）═2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O，
故答案为：MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；高锰酸钾（或重铬酸钾，氯酸钾）固体；
（2）冷凝管应从下口进水，上口出水，以保证水充满冷凝管，起到充分冷凝的作用，所以冷却水从a口进入，
故答案为：a；
（3）D中冷凝管起到导气和冷凝回流双重作用，此作用在制取乙酸乙酯和溴苯、石油分馏的实验中用得到，实验室常用氯化铵固体和熟石灰固体混合加热来制取氨气2NH₄C1+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O，无需冷凝管，
故答案为：I、Ⅱ、Ⅳ；
（4）S₂Cl₂与水反应，有无色刺激性气味气体产生，并有黄色沉淀生成，无色刺激性气味气体除氯化氢外，依据氧化还原反应的元素化合价变化守恒推断，化合价降低的生成黄色沉淀为单质硫，化合价升高的生成二氧化硫气体，依据原子守恒、电子守恒写出化学方程式为：2S₂Cl₂+2H₂O=3S↓+SO₂↑+4HCl↑，为了使CS₂平稳汽化，避免产物S₂Cl₂汽化，可以采用水浴加热的方法，用直接加热替代水浴加热，不易控制温度，温度高时产生副产物，产品纯度降低，
故答案为：2S₂Cl₂+2H₂O═3S↓+SO₂↑+4HCl↑； 不易控制温度，温度高时产生副产物，产品纯度降低；
（5）M溶液吸收多余的氯气，氯气和水反应生成盐酸和次氯酸，盐酸和碳酸钠反应，所以能用碳酸钠吸收氯气，氯化铁、高锰酸钾和氯气不反应，不能选用，亚硫酸钠中+4价的硫能被氯气氧化，亚硫酸钠能作为吸收液，
故答案为：a、c；
（6）实验完毕后，分离产品需蒸馏，蒸馏操作需要铁架台、酒精灯、石棉网、温度计、冷凝管、牛角管、锥形瓶等仪器，则必需的主要玻璃仪器是：蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管，
故答案为：蒸馏烧瓶、温度计．

点评 本题考查了氯气实验室制备方法，混合物分离的方法判断，杂质气体除杂的装置选择和试剂选择，题干信息的应用分析，离子方程式书写，关键是掌握整个制备流程原理，分析流程中各装置的作用．要求学生要有扎实的实验基础知识和灵活应用信息解决问题的能力，题目难度中等．