题目内容

11．S2Cl2是工业常用的硫化剂，广泛应用于石油化工．实验室制备S2Cl2的方法有两种：
①CS2+3Cl2 $\stackrel{95～100℃}{→}$ CCl4+S2Cl2；  ②2S+Cl2$\stackrel{50～60℃}{→}$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）反应设计的几种物质的熔、沸点如表：
物质SCS2CCl4  S2Cl2
沸点/℃4454777   137
熔点/℃113  一109   一23-77
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．
（2）D中冷凝管起到导气和冷凝双重作用，冷却水进水口是a（填“a”或“b”）下列均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、Ⅲ（填序号）
Ⅰ．石油分馏Ⅱ．制取溴苯Ⅲ．制取乙酸乙酯Ⅳ．制备氨气
（3）A部分仪器装配时，放好铁架台后，应先固定酒精灯（填仪器名称），整套装置装配完毕后，应先进行气密性检查，再添加试剂．实验完毕，A中不再产生氯气时，可拆除装置．拆除时，最先的操作应当是将E中长导管移开液面．
（4）实验过程中，若缺少C装置，则发现产品浑浊不清，出现该现象的原因可用化学方程式表示为2S2Cl2+2H2O=3S↓+SO2↑+4HCl↑．实验完毕，当把剩余浓盐酸倒入E烧杯中与吸收了尾气的氢氧化钠溶液混合时，发现有少量黄绿色刺激性气体产生，产生该现象的原因是：ClO-+2H++Cl-=Cl2↑+H2O（用离子方程式表示）．
（5）反应结束后从锥形瓶内混合物中分离出产品的方法是蒸馏，分离产品必需的主要玻璃仪器有蒸馏烧瓶；温度计（填两种仪器名称）．

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）：CS2+3Cl2$\stackrel{111℃-140℃}{→}$CCl4+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；
（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；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；
（3）实验仪器装配时，一般是从下向上、从左向右，实验中有气体参加，所以要检验装置的气密性，实验结束是要注意实验安全，据此答题；
（4）根据题干信息：S2Cl2在水中易发生岐化反应来书写反应方程式，在酸性环境下，氯离子和次氯酸根离子之间可以发生归中反应得到氯气，据此回答；
（5）根据题中提供的各物质的沸点可知，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，
故答案为：MnO2+4H++2Cl-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn2++Cl2↑+2H2O；
（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，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：a；I、Ⅱ、Ⅲ；
（3）A部分仪器装配时，放好铁架台后，应先固定酒精灯，A装置仪器装配时，整套装置装配完毕后，应先进行气密性的检查，再添加试剂．实验完毕，拆除装置时，为防止倒吸，应先将E中长导管移开液面，
故答案为：酒精灯；气密性检查；将E中长导管移开液面；
（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↑，吸收了氯气的氢氧化钠溶液中含有氯化钠、次氯酸钠，向其中加入浓盐酸，则在酸性环境下，氯离子和次氯酸根离子之间可以发生归中反应得到氯气，反应为：ClO-+2H++Cl-=Cl2↑+H2O，
故答案为：2S2Cl2+2H2O=3S↓+SO2↑+4HCl↑；ClO-+2H++Cl-=Cl2↑+H2O；
（5）根据题中提供的各物质的沸点可知，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；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．

练习册系列答案
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20．胃酸过多会导致消化不良和胃痛，可以服用抗酸药来缓解胃部不适，下列各组成物质都属于抗酸药的是（　　）
A．NaHCO3、NaOH、Mg（OH）2B．NaHCO3、Na2CO3、MgCO3
C．NaHCO3、MgCO3、Al（OH）3D．Na2CO3、MgCO3、CaO
1．在一定条件下A与B反应可生成C和D，其能量变化如图：
下列有关反应A+B═C+D的说法正确的是（　　）
A．反应前后原子的种类和数目一定不变
B．反应前后分子的种类和数目一定改变
C．反应物的总能量E1与生成物的总能量E2一定相等
D．若此反应为放热反应，则E2＞E1
18．下列物质属于电解质的是
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6．间硝基苯胺（Mr=128）是一种重要的染料中间体．它是一种黄色针状结晶，微溶于水，随温度升高溶解度增大，溶于乙醇、乙醚、甲醇．间硝基苯胺可选用间二硝基苯与碱金属多硫化物进行选择性还原，其反应式如下：
+Na2S2+H2O→+Na2S2O3
已知：R-NH2+H+→R-NH3+
实验步骤：
①在100mL锥形瓶中加入8g结晶硫化钠与30mL水，搅拌溶解．再加入2g硫黄粉，缓缓加热并不断搅拌到硫黄粉全部溶解，冷却后备用．
②在150mL三颈烧瓶中加入4.74g间二硝基苯（Mr=158）与40mL水，安装机械搅拌装置、滴液漏斗和回流冷凝管如右图所示，将步骤①配制的多硫化钠溶液加入滴液漏斗．
③加热三颈烧瓶至瓶内微微沸腾，开动搅拌使间二硝基苯与水形成悬浮液．慢慢滴加多硫化钠溶液，滴加完毕后继续搅拌回流30min．移去热源，用冷水浴使反应物迅速冷却到室温后，减压过滤，滤饼洗涤三次．
④在150mL某容器中配制稀盐酸（30mL水加7mL浓盐酸），将上述粗产物转移进该容器，加热并用玻璃棒搅拌，使间硝基苯胺溶解，冷却到室温后减压过滤．
⑤冷却滤液，在搅拌下滴加过量浓氨水到pH=8，滤液中逐渐析出黄色的间硝基苯胺．
⑥冷却到室温后减压过滤，洗涤滤饼到中性，抽干，产物重结晶提纯，在红外灯下干燥，称重，得2.56g．
回答下列问题：
（1）滴液漏斗较普通分液漏斗的优点保持恒压，便于液体顺利流下；
（2）在铁和盐酸作用制得初生态氢原子（还原性远强于碱金属多硫化物）也可以将硝基还原为氨基，却未被采用，其可能原因为铁和盐酸作用还原性强，不具有选择性．
（3）第④步用盐酸溶解粗产品，而不用水的原因间硝基苯胺微溶于水，但可与盐酸作用可以形成盐溶于水中．
（4）第③步中滤饼洗涤三次，可选用的洗涤剂为A；第⑥步产物要进行重结晶，可选用的试剂为B．
A．冷水　　　B．热水　　　C．乙醚　　　D．乙醇
（5）第③步中，搅拌使间二硝基苯与水形成悬浮液后再滴加多硫化钠溶液，其原因为增大接触面积，加快反应速率，提高原料利用率
（6）第⑥步中要将滤饼洗涤到中性，检验方法为用玻璃棒蘸取最后一次洗涤后液体，滴在pH试纸中央，测定pH，若pH=7，说明已洗涤到中性．
（7）该反应的产率为66.7%．
16．K2CO3有广泛的用途．
（1）钾肥草木灰中含有K2CO3、K2SO4、KCl等．将草木灰用水浸取，过滤、蒸发得浓缩液．
①该浓缩液呈碱性的原因用离子方程式表示为CO32-+H2O?HCO3-+OH-，HCO3-+H2O?H2CO3+OH-．
②检验该浓缩液中Cl-所用的试剂有ABD．
A．AgNO3溶液B．硝酸C．盐酸
D．Ba（NO3）2溶液E．BaCl2溶液
（2）工业上曾利用如下反应生产碳酸钾：K2SO4+C+CaCO3→K2CO3+X+CO2↑（未配平），已知X为两种元素组成的化合物，则X的化学式为CaS；反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为1：2．
（3）离子膜电解-炭化法是目前生产碳酸钾的常用的方法．
第一步：精制KCl溶液粗KCl中含有Ca2+、Mg2+等离子，按以下流程精制：

已知：加入K2CO3后，溶液中部分Mg2+转化为MgCO3沉淀．
Ksp[Mg（OH）2]=5.6×10-12，Ksp（CaCO3）=2.8×10-9，Ksp（MgCO3）=6.8×10-6．
①操作Ⅰ的名称是过滤．
②当加入KOH后，溶液中n（CO32-）增大，主要原因是Ksp[Mg（OH）2]比Ksp[MgCO3]小，加入KOH后，MgCO3转化为Mg（OH）2而导致n（CO32-）增大（或其他合理答案，如：MgCO3（s）?Mg2+（aq）+CO32-（aq），加入KOH，Mg2+与OH-结合生成更难溶的Mg（OH）2，使平衡正移，n（CO32-）增大）．
第二步：电解精制后的KCl溶液制取KOH，其它产物制取盐酸．
第三步：将KOH与CO2反应转化为KHCO3，再将KHCO3分解得到产品．
③离子膜电解-炭化法的整个过程中，可以循环利用的物质有盐酸、CO2．
3．工业上常利用含硫废水生产Na2S2O3•5H2O，实验室可用如下装置（略去部分夹持仪器）模拟生产过程．

烧瓶C中发生反应如下：
Na2S（aq）+H2O（l）+SO2（g）═Na2SO3（aq）+H2S（aq）（Ⅰ）
2H2S（aq）+SO2（g）═3S（s）+2H2O（l）　（Ⅱ）
S（s）+Na2SO3（aq）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2S2O3（aq）　（Ⅲ）
（1）仪器组装完成后，关闭两端活塞，向装置B中的长颈漏斗内注入液体至形成一段液柱，若液柱高度保持不变，则整个装置气密性良好．装置D的作用是防止倒吸．装置E中为NaOH溶液．
（2）为提高产品纯度，应使烧瓶C中Na2S和Na2SO3恰好完全反应，则烧瓶C中Na2S和Na2SO3物质的量之比为2：1．
（3）装置B的作用之一是观察SO2的生成速率，其中的液体最好选择c．
a．蒸馏水            b．饱和Na2SO3溶液
c．饱和NaHSO3溶液    d．饱和NaHCO3溶液
实验中，已知反应（Ⅲ）相对较慢，则烧瓶C中反应达到终点的现象是溶液变澄清（或浑浊消失）．反应后期可用酒精灯适当加热烧瓶A，实验室用酒精灯加热时必须使用石棉网的仪器还有a、d．
a．烧杯     b．蒸发皿     c．试管     d．锥形瓶．
20．（1）5molCO2的质量是220 g，在标准状况下所占体积为112L，所含分子数为3.01×1024，所含O原子数为6.02×1024；
（2）等质量的O2和O3所含的分子数之比为3：2，所含原子数之比是1：1；
（3）在标准状况下，1.12L的某气体的质量为3.2g，该气体的摩尔质量为64g/mol；
（4）0.5molHCl，可以消耗20 g NaOH．
1．某研究性学习小组为测定某含镁3%～5%的铝镁合金（不含其他元素）中镁的质量分数，设计了下列三种不同实验方案进行探究，请根据他们的设计回答有关问题．
[探究一]实验方案：铝镁合金溶于NaOH溶液，测定剩余固体质量．
问题讨论：
（1）实验中发生反应的化学方程式是2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑．
（2）若实验中称取5.4g铝镁合金粉末样品，投入V mL 2.0mol/L NaOH溶液中，充分反应．则NaOH溶液的体积V mL≥97mL．
（3）实验中，当铝镁合金充分反应后，在称量剩余固体质量前，还需进行的实验操作按顺序依次为过滤、洗涤、干燥固体．
[探究二]实验方案：称量x g铝镁合金粉末，放在如图1所示装置的惰性电热板上，通电使其充分灼烧．
问题讨论：
（4）欲计算Mg的质量分数，该实验中还需测定的数据是灼烧后固体的质量．
（5）假设实验中测出该数据为y g，则原铝镁合金粉末中镁的质量分数为$\frac{17x-9y}{2x}$（用含x、y的代数式表示）．
[探究三]实验方案：铝镁合金溶于稀硫酸，测定生成气体的体积．
问题讨论：
（6）同学们拟选用如图3的实验装置完成实验，你认为最简易的装置的连接顺序是a接edg（填接口字母，仪器不一定全选）．
（7）同学们仔细分析（6）题中连接的实验装置后，又设计了如图2所示的实验装置．
①装置中导管a的作用是使分液漏斗内气体压强与锥形瓶内气体压强相等，打开分液漏斗活塞时稀硫酸能顺利滴下．
②反应结束后发现量气管的液面高于干燥管的液面，此时应如何操作？将量气管向下移动使液面与干燥管中液面相平
③与（7）题图装置相比，用（6）题连接的装置进行实验时，将造成测量的气体体积偏大（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）

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