Question

17．某学习小组依据SO₂具有还原性，推测SO₂能被Cl₂氧化生成SO₂Cl₂．
查阅资料：SO₂Cl₂常温下为无色液体，极易水解，遇潮湿空气会产生白雾．
Ⅰ．化合物SO₂Cl₂中S元素的化合价是+6价．
Ⅱ．在收集氯气前，应依次通过盛有饱和食盐水和浓硫酸的洗气瓶．
Ⅲ．用如图所示装置收集满Cl₂，再通入SO₂，集气瓶中立即产生无色液体，充分反应后，将液体和剩余气体分离，进行如下研究．
（1）研究反应的产物．向所得液体中加水，出现白雾，振荡、静置得到无色溶液．经检验该溶液中的阴离子（除OH^-外）只有SO₄^2-、Cl^-，证明无色液体是SO₂Cl₂．
①写出SO₂Cl₂与H₂O反应的化学方程式：SO₂Cl₂+2H₂O=H₂SO₄+2HCl；②检验该溶液中Cl^-的方法是取少量该溶液于试管中，加入过量Ba（NO₃）₂溶液，过滤，向滤液中滴加HNO₃酸化，再加入AgNO₃溶液，若产生白色沉淀，则说明溶液中有Cl^-；
（2）继续研究反应进行的程度．用NaOH溶液吸收分离出的气体，用稀盐酸酸化后，再滴加BaCl₂溶液，产生白色沉淀．
①该白色沉淀的成分是BaSO₄．②写出SO₂与Cl₂反应的化学方程式SO₂+Cl_2⁼SO₂ Cl₂．

Answer 1

分析 本题利用实验室制备的氯气及二氧化硫制取SO₂Cl₂，因SO₂Cl₂常温下为无色液体，极易水解，遇潮湿空气会产生白雾，因此氯气和二氧化硫都需要经过除杂及干燥处理，氯气通常使用浓硫酸干燥，探究反应产物的性质，涉及到反应原理水解产物的检验，主要是检验SO₄^2-和Cl^-，其中Cl^-的检验一定要利用硝酸钡除去溶液里的SO₄^2-，排除干扰，据此分析解题；
I．根据在化合物中，元素化合价的代数和为零进行解答；
Ⅱ．浓硫酸具有吸水性，可以干燥氯气；
Ⅲ．（1）①SO₂Cl₂与H₂O反应生成硫酸和氯化氢；
②氯离子与银离子反应生成不溶液硝酸的氯化银沉淀，注意应先加入硝酸钡溶液，先排除硫酸根离子的干扰；
（2）SO₂和Cl₂生成SO₂Cl₂的反应为可逆反应，SO₂Cl₂分解得到的氯气和二氧化硫在水溶液中发生氧化还原反应生成硫酸和氯化氢，硫酸与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀，SO₂和Cl₂生成SO₂Cl₂的反应为可逆反应．

解答 解：I．SO₂Cl₂中，氧为-2价，氯为-1价，根据在化合物中，元素化合价的代数和为零可知硫元素化合价为+6价；
故答案为：+6价；
II．要收集干燥的氯气应除去氯气中的水蒸气，选用浓硫酸可以干燥氯气；
故答案为：浓硫酸；
Ⅲ．（1）SO₂Cl₂与水反应的方程式：①SO₂Cl₂+2H₂O=H₂SO₄+2HCl；
故答案为：SO₂Cl₂+2H₂O=H₂SO₄+2HCl；
②要检验溶液中的氯离子应排除硫酸根离子的干扰，所以：取少量该溶液于试管中，加入过量Ba（NO₃）₂溶液，过滤，向滤液中滴加HNO₃酸化，再加入AgNO₃溶液，若产生白色沉淀，则说明溶液中有Cl^-；
故答案为：取少量该溶液于试管中，加入过量Ba（NO₃）₂溶液，过滤，向滤液中滴加HNO₃酸化，再加入AgNO₃溶液，若产生白色沉淀，则说明溶液中有Cl^-；
（2）SO₂和Cl₂生成SO₂Cl₂的反应为可逆反应，SO₂Cl₂分解得到的氯气和二氧化硫在水溶液中发生氧化还原反应生成硫酸和氯化氢，硫酸与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀，SO₂和Cl₂生成SO₂Cl₂的反应为可逆反应，化学方程式为：SO₂+Cl_2⁼SO₂ Cl₂；
故答案为：①BaSO₄；②SO₂+Cl_2⁼SO₂ Cl₂．

点评 本题为实验题，考查了二氧化硫的性质，题目难度中等，明确物质的性质是解题关键，注意离子检验的方法．