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硫酰氯(SO2Cl2)是一种重要的化工试剂,实验室合成硫酰氯的实验装置如图所示:...

硫酰氯(SO2Cl2)是一种重要的化工试剂,实验室合成硫酰氯的实验装置如图所示:

已知:①SO2(g)+Cl2(g)SO2Cl2(l)   △H=-97.3kJmol-1

②硫酰氯常温下为无色液体,熔点为-54.1℃,沸点为69.1℃,在潮湿空气中“发烟”;

100℃以上或长时间存放硫酰氯都易分解,生成二氧化硫和氯气。

(1)仪器a为恒压分液漏斗,与普通分液漏斗相比,其优点是_________

(2)仪器b的名称为_________

(3)装置E为储气装置,用于提供氯气,则分液漏斗c中盛放的试剂为___。当装置E中排出氯气1.12L(已折算成标准状况)时,最终得到5.4g纯净的硫酰氯,则硫酰氯的产率 _________。为提高硫酰氯的产率,本实验操作中还需要注意的事项有___(只答一条即可)。

(4)氯磺酸(ClSO3H)加热分解,也能制得硫酰氯与另外一种物质,该反应的化学方程式为_________,分离两种产物的方法是_________

(5)若将SO2Cl2按照一定比例通入水中,请设计简单实验验证二者是否恰好完全反应。_________(简要描述实验步骤、现象和结论)。仪器自选;供选择试剂:滴加酚酞的氢氧化钠溶液、氯化亚铁溶液、硫氰化钾溶液、品红溶液。

(6)长期存放的硫酰氰会发黄,其原因可能为_________

 

平衡分液漏斗内外气压,便于液体顺利流下 冷凝管 饱和食盐水 80% 控制气体流速,宜慢不宜快或对三颈烧瓶进行适当的降温等 2C1SO3HSO2Cl2+H2SO4 蒸馏 取少量溶液,向其中加入品红溶液,若品红溶液不褪色,说明二者恰好完全反应,否则,二者未完全反应 溶解硫酰氯分解生成的氯气 【解析】 将恒压分液漏斗中的硫酸滴入烧瓶中,发生复分解反应产生SO2气体,在装置B中经浓硫酸干燥后,进入装置C;将分液漏斗中的饱和NaCl溶液滴入装置E,将E中的Cl2经装置D中浓硫酸干燥后进入装置C,在装置C中SO2、Cl2发生反应:SO2(g)+Cl2(g)SO2Cl2(l),合成硫酰氯,然后根据物质的性质、仪器的结构等逐一分析解答。 (1)仪器a为恒压分液漏斗,与普通分液漏斗相比,其优点是可以平衡分液漏斗内外气压,便于液体顺利流下; (2)由仪器b的结构特征,可知b为冷凝管; (3)利用分液漏斗中的液体将装置E的氯气排出,与二氧化硫在装置C中反应,为了降低Cl2的溶解度,可根据Cl2与水的反应是可逆反应的特点,在分液漏斗盛装饱和食盐水;11.2 L标准状况下的氯气的物质的量n(Cl2)==0.05 mol,根据反应方程式可知反应产生的硫酰氯的物质的量为n(SO2Cl2)= n(Cl2)=0.05 mol,故理论上生成SO2Cl2的质量m(SO2Cl2)=0.05 mol×135 g/mol=6.75 g,所以其产率为×100%=80%;该反应的正反应是气体体积减小的放热反应,为提高本实验中硫酰氯的产率,可以控制气体流速,宜慢不宜快,使其充分反应,由于100℃以上SO2Cl2开始分解,该反应为放热反应,可以对三颈烧瓶进行适当的降温; (4)氯磺酸(C1SO3H)加热分解,也能制得硫酰氯(SO2Cl2)与另外一种物质,由元素守恒可知,另外物质含有H元素,C1SO3H中S、Cl原子数目之比为1:1,而SO2Cl2中S、Cl原子数目之比为1:2,故另外物质中含有S元素,结合原子守恒可知另外物质为H2SO4,反应方程式为:2C1SO3HSO2Cl2+H2SO4;二者为互溶的液体物质,沸点相差较大,可采取蒸馏法进行分离; (5)二氧化硫溶液与氯水都可以漂白品红溶液,若二者恰好完全反应得到盐酸、硫酸,反应方程式为:SO2+Cl2+2H2O=2HCl+H2SO4,反应产生的硫酸和盐酸不具有漂白性,所以不能使品红溶液褪色,所以检验二者是否恰好完全反应方案为:取少量溶液,向其中加入品红溶液,若品红溶液不褪色,说明二者恰好完全反应,否则,二者未完全反应; (6)100℃以上或长时间存放硫酰氯都易分解,生成二氧化硫和氯气,氯气为黄绿色气体,可能是溶解氯气所致。
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考点分析:
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三氯化铁是合成草酸铁的重要原料。

利用工业FeCl3制取纯净的草酸铁晶体[Fe2(C2O4)3·5H2O]的实验流程如下图所示:

1)抑制FeCl3水解,溶液X___________

2)流程中FeCl3能被异丙醚萃取,其原因是__________________________;检验萃取、分液后所得水层中是否含有Fe3的方法是_______________________________________

3)得Fe2(C2O4)3·5H2O需用冰水洗涤,其目的是________________________

4)为测定所得草酸铁晶体的纯度,实验室称取a g样品,加硫酸酸化,用KMnO4标准溶液滴定生成的H2C2O4KMnO4标准溶液应置于下图所示仪器_____(填)中。

下列情况会造成实验测得Fe2(C2O4)3·5H2O含量偏低的是_____________

a.盛放KMnO4的滴定管水洗后未用标准液润洗

b.滴定管滴定前尖嘴部分有气泡,滴定后消失

c.滴定前仰视读数,滴定后俯视读数

 

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下面是某课外小组从初选后的方铅矿(主要成分PbS,含少量黄铜矿(CuFeS2))中提取硫磺、铜、铅的工艺流程:

已知:CuFeS2+4FeCl3=2S+5FeCl2+CuCl2 PbS+2FeCl3=S+PbCl2+2FeCl2

1)黄铜矿( CuFeS2 )中Fe元素的化合价为 ______ ,提高方铅矿酸浸效率的措施有 ______ (写出两种方法即可)。

2)过滤过程中用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、 ______ ;单质A ______ ,在此工艺操作中可循环利用的物质有铅和 ______

3)在酸性的FeCl2溶液中加入H2O2溶液,其反应的离子方程式为 ______

4PbSO4PbS加热条件下反应的化学方程式为 ______

将沉淀PbSO4与足量的碳酸钠溶液混合,沉淀可转化可转化为PbCO3,写出该反应的平衡常数表达式:K= ______ 。(已知KspPbSO4=1.6×10-5KspPbCO3=3.3×10-14

5)铅蓄电池的电极材料分别是PbPbO2,电解质溶液为硫酸;铅蓄电池充放电的总反应方程式为:PbO2+Pb+2H2SO42PbSO4+2H2O,充电时,铅蓄电池阳极的电极反应式为 ______

 

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明矾石经处理后得到明矾( KAl(SO4)2·12H2O)。从明矾制备AlK2SO4H2SO4的工艺过程如下所示:

焙烧明矾的化学方程式为:4KAl(SO4)2·12H2O+3S2K2SO4+2Al2O3+9SO2+48H2O

请回答下列问题:

1)在焙烧明矾的反应中,还原剂是__________________

2)从水浸后的滤液中得到K2SO4晶体的方法是_____________________

3A12O3在一定条件下可制得AIN,其晶体结构如右图所示,该晶体中Al的配位数是____

4)以AlNiO(OH)为电极,NaOH溶液为电解液组成一种新型电池,放电时NiO(OH)转化为Ni(OH)2,该电池反应的化学方程式是_____________________________

5)焙烧产生的SO2可用于制硫酸。已知25℃、101 kPa时:

2SO2(g) +O2(g)2SO3(g) H1= 197 kJ/mol

2H2O (g)2H2O(1) H2=一44 kJ/mol

2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)2H2SO4(l) H3=一545 kJ/mol

SO3(g)H2O(l)反应的热化学方程式是__________________________

焙烧948t明矾(M474 g/mol ),若SO2的利用率为96%,可生产质量分数为98%的硫酸________t

 

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亚硝酸钠(NaNO2)是一种常见的食品添加剂,使用时必须严格控制其用量,某兴趣小组进行下面实验探究,查阅资料知道:

2NO + Na2O2=2NaNO2

2NO2+ Na2O2=2NaNO3

③酸性KMnO4溶液可将NO2氧化为NO3MnO4还原成Mn2+

Ⅰ.产品制备与检验:用如下装置制备NaNO2

1)写出装置A烧瓶中发生反应的化学方程式并标出电子转移的方向和数目________

2B装置的作用是______________________________

3)有同学认为装置C中产物不仅有亚硝酸钠,还有碳酸钠和氢氧化钠,为制备纯净NaNO2应在BC装置间增加一个装置,请在框内画出增加的装置图,并标明盛放的试剂________

4)试设计实验检验装置CNaNO2的存在(写出操作、现象和结论)________

Ⅱ.含量的测定

称取装置C中反应后的固体4.000g溶于水配成250mL溶液,取25.00mL溶液于锥形瓶中,用0.1000mol/L酸性KMnO4溶液进行滴定,实验所得数据如下表所示:

滴定次数

1

2

3

4

KMnO4溶液体积/mL

20.60

20.02

20.00

19.98

 

5)第一组实验数据出现异常,造成这种异常的原因可能是________(双项选择)。

A.酸式滴定管用蒸馏水洗净后未用标准液润洗 

B.锥形瓶洗净后未干燥

C.滴定终了仰视读数                       

D.滴定终了俯视读数

6)根据表中数据,计算所得固体中亚硝酸钠的质量分数____________________

(结果保留4位有效数字)

 

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COSO2是大气污染气体,利用化学反应是治理污染的重要方法。

Ⅰ.甲醇可以补充和部分替代石油燃料,缓解能源紧张,利用CO可以合成甲醇:CO+2H2CH3OH(g)。一定条件下,在容积为VL的密闭容器中充入a mol CO2a mol H2合成甲醇,平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。

(1)下列能说明反应达到平衡状态的是_______(填序号)。

v(CO)=2v(H2)

c(CO)=c(CH3OH)

③混合气体的平均相对分子质量不变

④单位时间内生成2n mol H2的同时生成n mol CH3OH

(2)该反应在A点的平衡常数K_________(用aV表示)。

(3)写出既能增大v(CO)又能提高CO转化率的一项措施:________

Ⅱ.某学习小组以SO2为原料,采用电化学方法制取硫酸。

(4)原电池原理:该小组设计的原理示意图(如图1所示),写出该电池正极的电极反应式_______

(5)电解原理:该小组用Na2SO3溶液充分吸收SO2得到NaHSO3溶液,然后电解该溶液制得了硫酸(原理如图2所示)。写出开始电解时阳极的电极反应式_______

Ⅲ.硫代硫酸钠(Na2S2O3)俗称大苏打,有着广泛的用途。用SO2可制Na2S2O3。某小组同学制备、预测并探究硫代硫酸钠的性质(反应均在溶液中进行)。

 

预测

实验操作

实验现象

探究1

Na2S2O3溶液呈碱性

pH试纸放在玻璃片上,用玻璃棒蘸取溶液滴在试纸上

pH=8

探究2

Na2S2O3具有还原性

向新制氯水中滴加Na2S2O3溶液

黄绿色颜色变浅,甚至褪去

 

(6)分析SO2能制备Na2S2O3的理论依据是_________

(7)用离子方程式表示Na2S2O3溶液具有碱性的原因_________

(8)探究2反应的离子方程式为_________

 

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