Question

15．S₂Cl₂是工业上常用的硫化剂，实验室制备S₂Cl₂的反应原理有两种：
①CS₂+3Cl₂$\frac{\underline{\;95-100℃\;}}{\;}$CCl₄+S₂Cl₂；
②2S+Cl₂$\frac{\underline{\;111-140℃\;}}{\;}$S₂Cl₂．
已知：S₂Cl₂易与水反应；S₂Cl₂+Cl₂$\stackrel{△}{?}$2SCl₂．
下表是几种物质的熔沸点，如图是反应装置图：

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

（1）利用上图装置（部分夹持仪器已略去）来制备S₂Cl₂，反应原理是①（填写以上两种反应原理的数字序号）．
（2）若装置C更换成干燥管，则装置C中可选用的固体试剂是无水CaCl₂（或固体P₂O₅）．
（3）D装置中冷凝管的作用是冷凝、回流、导气；反应结束后，将D装置锥形瓶内的混合物中分离出产物的方法是蒸馏．
（4）S₂Cl₂与足量水反应有黄色沉淀生成，产生的无色气体能使品红溶液褪色，则该反应的化学方程式为2S₂Cl₂+2H₂O═3S↓+SO₂↑+4HCl↑．
（5）为了提高制得的产品S₂Cl₂的纯度，关键的操作是控制好温度和控制浓盐酸的滴速不能太快．
（6）上图尾部装置不够完善，改进措施是在D和E之间增加干燥装置，同时尾气吸收要防倒吸．
（7）若A中消耗了26.1g MnO₂，得到10.8g产品，本实验的产率是80%．

Answer 1

分析 A装置是利用浓盐酸和二氧化锰制取氯气，氯气中含有HCl，用B装置除去氯气中的HCl，应该用饱和食盐水；因为S₂Cl₂易与水反应，所以得到的氯气必须是干燥的，则C装置是干燥氯气，试剂是浓硫酸；在装置D中水浴加热制取S₂Cl₂，温度小于100℃；然后将尾气通入NaOH溶液中防止污染大气；
（1）在装置D中水浴加热制取S₂Cl₂，温度小于100℃，根据反应温度确定反应原理；
（2）氯气能和水反应生成酸，且氯气具有强氧化性，如果更换C装置来干燥氯气，应该用非还原性且为酸性或中性的物质；
（3）冷凝管有冷凝、回流、导气的作用；互溶的液体采用蒸馏方法分离提纯；
（4）S₂Cl₂与足量水反应有黄色沉淀生成，说明有S生成，产生的无色气体能使品红溶液褪色，说明有二氧化硫生成，根据元素守恒知，还生成HCl；
（5）为了提高制得的产品S₂Cl₂的纯度，应该控制温度和流速；
（6）S₂Cl₂遇水水解，E中氢氧化钠溶液中水蒸气易挥发进入D中；
（7）n（ MnO₂）=$\frac{26.1g}{87g/mol}$=0.3mol，根据转移电子相等生成n（ Cl₂）=$\frac{0.3mol×2}{2}$=0.3mol，根据CS₂+3Cl₂$\frac{\underline{\;95-100℃\;}}{\;}$CCl₄+S₂Cl₂得n（S₂Cl₂）=$\frac{1}{3}$n（ Cl₂）=$\frac{1}{3}$×0.3mol=0.1mol，m（S₂Cl₂）=0.1mol×135g/mol=13.5g，本实验的产率=$\frac{10.8g}{13.5g}×100%$．

解答 解：A装置是利用浓盐酸和二氧化锰制取氯气，氯气中含有HCl，用B装置除去氯气中的HCl，应该用饱和食盐水；因为S₂Cl₂易与水反应，所以得到的氯气必须是干燥的，则C装置是干燥氯气，试剂是浓硫酸；在装置D中水浴加热制取S₂Cl₂，温度小于100℃；然后将尾气通入NaOH溶液中防止污染大气；
（1）在装置D中水浴加热制取S₂Cl₂，温度小于100℃，根据反应温度确定反应原理为①，故答案为：①；
（2）氯气能和水反应生成酸，且氯气具有强氧化性，如果更换C装置来干燥氯气，应该用非还原性且为酸性或中性的物质，则则装置C中可选用的固体试剂是无水CaCl₂（或固体P₂O₅），故答案为：无水CaCl₂（或固体P₂O₅）；
（3）冷凝管有冷凝、回流、导气的作用；互溶的液体采用蒸馏方法分离提纯，生成的四氯化碳和S₂Cl₂互溶，应该用蒸馏方法分离提纯，故答案为：冷凝、回流、导气；蒸馏；
（4）S₂Cl₂与足量水反应有黄色沉淀生成，说明有S生成，产生的无色气体能使品红溶液褪色，说明有二氧化硫生成，根据元素守恒知，还生成HCl，反应方程式为2S₂Cl₂+2H₂O═3S↓+SO₂↑+4HCl↑，
故答案为：2S₂Cl₂+2H₂O═3S↓+SO₂↑+4HCl↑；
（5）微热的情况下S₂Cl₂能被过量Cl₂氧化，为了提高产品S₂Cl₂的纯度，通入氯气的速率不能过快，所以实验操作的关键是控制好温度和控制浓盐酸的滴速不能太快，
故答案为：控制浓盐酸的滴速不能太快；
（6）D收集产品，E中氢氧化钠溶液中水蒸气易挥发，进入D中，易使S₂Cl₂水解，所以在D和E之间增加干燥装置，同时尾气吸收要防倒吸，
故答案为：在D和E之间增加干燥装置，同时尾气吸收要防倒吸；
（7）n（ MnO₂）=$\frac{26.1g}{87g/mol}$=0.3mol，根据转移电子相等生成n（ Cl₂）=$\frac{0.3mol×2}{2}$=0.3mol，根据CS₂+3Cl₂$\frac{\underline{\;95-100℃\;}}{\;}$CCl₄+S₂Cl₂得n（S₂Cl₂）=$\frac{1}{3}$n（ Cl₂）=$\frac{1}{3}$×0.3mol=0.1mol，m（S₂Cl₂）=0.1mol×135g/mol=13.5g，
本实验的产率=$\frac{10.8g}{13.5g}×100%$=80%，
故答案为：80%．

点评 本题考查了氯气实验室制备方法、混合物分离提纯、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、化学方程式书写方法等，侧重考查学生分析判断及知识综合运用能力，明确实验原理及物质性质，题目难度不大．