Question

2．不同的卤素原子之间可以形成一系列化合物，这类化合物叫卤素互化物．现将4.66gBrCl_x溶于水后，通入足量SO₂气体与其反应，生成氢溴酸、盐酸和硫酸．用碱将溶液调至中性后加入过量Ba（NO₃）₂溶液，充分反应后滤去沉淀物，再向溶液中加入过量的AgNO₃溶液，最后得15.46g卤化银沉淀．
（1）完成SO₂与BrCl_x溶液发生反应的化学方程式．     
（2）计算确定BrCl_x中x的值．

Answer 1

分析 氢溴酸、盐酸和硫酸混合溶液用碱将溶液调至中性后加入过量Ba（NO₃）₂，硫酸根转化为硫酸钡沉淀，充分反应后滤去沉淀物，再向滤液中加入过量的AgNO₃溶液，最后得到卤化银沉淀15.46g为AgBr、AgCl，根据质量守恒可知，Ag元素的质量为15.46g-4.66g=10.8g，故其物质的量为0.1mol，根据Ag元素守恒计算参加反应的AgNO₃的物质的量，由Ag守恒可知AgBr、AgCl总物质的量为0.1mol，结合二者总质量列方程计算各自物质的量，根据原子守恒计算BrCl_x中x的值．

解答 解：BrCl_x溶于水后，通入足量SO₂气体与其反应，生成氢溴酸、盐酸和硫酸，反应方程式为：（2x+2）H₂O+（x+1）SO₂+2BrCl_x=（x+1）H₂SO₄+2HBr+2xHCl，氢溴酸、盐酸和硫酸混合溶液用碱将溶液调至中性后加入过量Ba（NO₃）₂，硫酸根转化为硫酸钡沉淀，充分反应后滤去沉淀物，再向滤液中加入过量的AgNO₃溶液，最后得到卤化银沉淀15.46g为AgBr、AgCl，根据质量守恒可知，Ag元素的质量为15.46g-4.66g=10.8g，故其物质的量为$\frac{10.8g}{108g/mol}$=0.1mol，根据Ag元素守恒，参加反应n（AgNO₃）=n（Ag元素）=0.1mol，
由Ag守恒可知AgBr、AgCl总物质的量为0.1mol，设AgBr、AgCl的物质的量分别为a mol、b mol，则：
$\left\{\begin{array}{l}{a+b=0.1}\\{188a+143.5b=15.46}\end{array}\right.$
解得a=0.025，b=0.075，
根据Br元素守恒，n（BrCl_x）=n（AgBr）=0.025mol，
根据Cl元素守恒，则0.025mol×x=0.075mol，故x=3，
答：（1）SO₂与BrCl_x溶液发生反应的化学方程式为：（2x+2）H₂O+（x+1）SO₂+2BrCl_x=（x+1）H₂SO₄+2HBr+2xHCl；
（2）BrCl_x中x的值为3．

点评 本题考查混合物计算，注意利用质量守恒定律确定卤化银中Ag元素质量，再利用元素守恒计算计算解答，难度中等，侧重考查学生的分析计算能力．