Question

6．二氯化二硫（S₂Cl₂）是基本有机化工的直接原料，实验室可采用干燥的氯气在110℃-140℃与硫反应，即可得S₂Cl₂粗品．
（1）实验室采用如图装置制备S₂Cl₂：
有关物质的部分性质如表：

物质	S	SCl2	S2Cl2
熔点/℃	112.8	-78	-77
沸点/℃	444.6	59.6	137

已知：S₂Cl₂遇水生成HCl、SO₂、S；300℃以上完全分解，S₂Cl₂+Cl₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2SCl₂
①图中B的作用是导气和冷凝；
②装置C与D之间应增加干燥装置，原因是2S₂Cl₂+2H₂O=3S+SO₂+4HCl（用化学方程式表示）
利用改进后的正确装置进行实验，请回答下列问题：
③加热A时温度过高，会使产率偏低的原因可能是S₂Cl₂300℃以上完全分解、温度过高会使硫气化（填写两点）
④装置C收集到的S₂Cl₂粗品中可能混有的杂质有SCl₂、S，为提高S₂Cl₂的纯度，操作时除了应控制好温度，还应注意使氧气流速平缓．
（2）工业中常用电解饱和食盐水制取2氯气，粗食盐常含有少量Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、SO₄^2-等杂质离子，实验室为提纯NaCl进行以下操作：

提供的试剂：饱和Na₂CO₃溶液  饱和K₂CO₃溶液  NaOH溶液  BaCl₂溶液  Ba（NO₃）₂溶液
①为除去粗食盐中的Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、SO₄^2-离子，由上述提供的试剂中选出沉淀剂a所代表的试剂，按滴加顺序依次为BaCl₂、NaOH、Na₂CO₃（NaOH溶液的加入顺序不影响）（只填化学式）
②上述操作中操作i为溶解，操作vi为过滤；
③简述测定氯化钠中含碳酸钠质量分数的实验方案：称取样品溶解，加过量CaCl₂溶液，充分反应后过滤．将沉淀洗涤干燥后称量．

Answer 1

分析 （1）干燥的氯气在装置A中与硫粉加热生成S₂Cl₂，蒸气通过弯曲试管B的冷凝在锥形瓶中得到固体S₂Cl₂，并利用D装置的NaOH溶液吸收尾气中的氯气，防止环境污染；实际操作中，为避免C中S₂Cl₂水解，需要在C和D之间添加一个干燥装置，防止水蒸汽进入C中；
①为使S₂Cl₂的蒸气能快速冷凝，使用弯曲的试管B；
②为避免C中S₂Cl₂水解，需要在C和D之间添加一个干燥装置；S₂Cl₂易水解生成S、SO₂和HCl，结合原子守恒可写出此反应的化学方程式；
③装置A中与硫粉加热生成S₂Cl₂，S₂Cl₂在300℃以上受热易分解，另外硫粉受热易气化，故反应需要要控制适当温度，不易太高；
④S温度较高时易气化，另外S和Cl₂加热时也可能生成SCl₂；为提高S₂Cl₂的产品纯度，可通过控制反应温度及平衡的氯气气流达到目的；
（2）①把杂质转化为沉淀或气体除去，除钙离子用碳酸根，除镁离子用氢氧根，除硫酸根用钡离子．要注意除杂质的顺序，后加的试剂最好能把前面先加是过量试剂除掉；
②向粗盐中加水溶解得到混合溶液；操作vi是从饱和NaCl溶液里分离出晶体NaCl；
③欲测定氯化钠中含碳酸钠质量分数，可通过测定一定量固体配制的溶液与足量BaCl₂溶液作用生成BaCO₃沉淀的质量来达到实验目的．

解答 解：（1）干燥的氯气在装置A中与硫粉加热生成S₂Cl₂，蒸气通过弯曲试管B的冷凝在锥形瓶中得到固体S₂Cl₂，并利用D装置的NaOH溶液吸收尾气中的氯气，防止环境污染；实际操作中，为避免C中S₂Cl₂水解，需要在C和D之间添加一个干燥装置，防止水蒸汽进入C中；①弯曲的试管B达到导气和使S₂Cl₂冷凝的目的，故答案为：冷凝；
②在C和D之间添加一个干燥装置，可避免C中S₂Cl₂水解；S₂Cl₂水解生成S、SO₂和HCl的反应的化学方程式为：2S₂Cl₂+2H₂O=3S+SO₂+4HCl；故答案为：干燥；2S₂Cl₂+2H₂O=3S+SO₂+4HCl；
③硫粉受热易气化且S₂Cl₂在300℃以上受热易分解，装置A中温度高于300℃以上会导致产率偏低，故答案为：S₂Cl₂300℃以上完全分解；温度过高会使硫气化；
④因硫的气化及S和Cl₂可能反应生成SCl₂；导致装置C中收集到的S₂Cl₂中含有S和SCl₂，为提高S₂Cl₂的纯度，操作时除了应控制好温度，还应注意使氧气流速平缓，故答案为：S和SCl₂；使氧气流速平缓；
（2）①除去粗盐中的可溶性杂质：Mg²⁺、Ca²⁺、SO₄^2-时，可以加入过量NaOH（去除镁离子和铁离子）：Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓，Fe³⁺+3OH^-═Fe（OH）₃↓；加入过量BaCl₂（去除硫酸根离子）：SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓；加入过量Na₂CO₃（去除钙离子的多余的钡离子）：Ca²⁺+CO₃^2-=CaCO₃，碳酸钠必须加在氯化钡之后，氢氧化钠和氯化钡可以颠倒加入的顺序，故答案为：BaCl₂，NaOH，Na₂CO₃（或NaOH，BaCl₂，Na₂CO₃）；②操作i的目的是加水溶解粗盐得到混合溶液；操作vi的目的是通过过滤从饱和NaCl溶液里分离出晶体NaCl，故答案为：溶解；过滤；
③通过称取样品溶解，加过量CaCl₂溶液，充分反应后过滤，将沉淀洗涤干燥后称量操作可测定氯化钠中含碳酸钠质量分数，故答案为：称取样品溶解，加过量CaCl₂溶液，充分反应后过滤．将沉淀洗涤干燥后称量．

点评 本题为物质的制备与混合物的分离提纯实验探究题，涉及操作要点分析、反应原理分析等，属基础考查，对学生分析问题、解决问题的能力要求高，整体难度适中．