氯化亚砜 (SOCl 2 ) 是一种液态化合物,沸点为 77 ℃,在农药、制药行业中用途广泛。 SOCl 2 遇水剧烈反应,液面上产生白雾,并带有刺激性气味的气体产生。实验室合成原理: SO 2 +C1 2 +SCl 2 =2SOCl 2 ,部分装置如图所示,回答以下问题:
(1) 实验室制取 SOCl 2 在三颈烧瓶中合成,整个装置所选仪器的连接顺序是: ⑥ → ___ → ①② ← ___ ( 用 “→” 或 “←” 连接各接口,箭头表示气体流向,某些仪器可以多次使用 ) 。
(2) 冷凝管上连接的干燥管的作用是: ①吸收逸出的 Cl 2 、 SO 2 防污染 ② ____ 。
(3) 该实验制取氯气的离子方程式为 ___
(4)SOCl 2 与水反应的化学方程式为 ___ 。
(5) 已知 SCl 2 的沸点为 50 ℃。实验结束后,将三颈烧瓶中混合物分离开的实验操作名称是 __ 。若反应中消耗的 C1 2 的体积为 896mL( 已转化为标准状况, SO 2 足量 ) ,最后得到纯净的 SOCl 2 6.76g ,则 SOCl 2 的产率为 __ ( 保留二位有效数字 )
⑫ → ⑪ → ⑨ → ⑩ ← ⑩ ← ⑨ ← ⑦ 防止空气中的水蒸气进入反应装置而与 SOCl 2 反应 MnO 2 + 4H + +2Cl - = Mn 2+ + Cl 2 ↑ +2H 2 O SOCl 2 +H 2 O=SO 2 ↑+2HCl↑ ; 蒸馏 71%
【分析】
实验中需要制取纯净的氯气和二氧化硫气体和 SOCl 2 反应。用二氧化锰和浓盐酸加热制取氯气,用饱和食盐水除去氯气中的氯化氢,用浓硫酸除去氯气中的水蒸气,用亚硫酸钠和酸反应生成二氧化硫,用浓硫酸干燥二氧化硫。据此回答。
【详解】
(1) 制取并除去氯气的杂质,用到的仪器为 ⑥ → ⑫ → ⑪ → ⑨ → ⑩ → ①,另一侧制取二氧化硫并干燥,连接方式为② ← ⑩ ← ⑨ ← ⑦。
(2) 根据信息 SOCl 2 遇水剧烈反应分析,冷凝管上连接的干燥管的作用除了吸收逸出的 Cl 2 、 SO 2 防污染之外还可以防止空气中的水蒸气进入反应装置而与 SOCl 2 反应。
(3) 该实验制取氯气的离子方程式为 MnO 2 + 4H + +2Cl - = Mn 2+ + Cl 2 ↑ +2H 2 O ;
(4)SOCl 2 与水反应,硫为 +4价,生成二氧化硫,所以化学方程式为 SOCl 2 +H 2 O=SO 2 ↑+2HCl↑ 。
(5) 根据 SO 2 +C1 2 +SCl 2 =2SOCl 2 分析, 1mol 氯气反应生成 2mol SOCl 2 ,若反应中消耗的 C1 2 的体积为 896mL 即 0.4mol ,则理论上生成 0.8mol SOCl 2 ,实际得到纯净的 SOCl 2 6.76g ,则 SOCl 2 的产率为 =71% 。
二氧化硫的物理性质和化学性质:
1.物理性质:
SO2是无色、有刺激性气味的有毒气体,密度比空气大,易溶于水(常温常压下,1体积水大约溶解40体积的SO2),易液化(沸点-10℃)。
2.化学性质
(1)具有酸性氧化物的通性
①将SO2通入紫色石蕊试液中,试液变红。
②能与碱性氧化物、碱及某些盐反应。如:
(2)还原性
(3)弱氧化性
(4)漂白性(不能漂白酸碱指示剂) 能和某些有色物质化合生成无色物质,生成的无色物质不稳定,易分解而恢复原色,因此,SO2的漂白并不彻底。在中学化学常见试剂中,能用SO2漂白的只有品红溶液,品红溶液无色溶液恢复原色。
SO2与一些物质反应的实验现象:
SO2与强碱反应后固体成分的确定:
SO2与强碱(如NaOH)溶液发生反应后的固体成分取决于二者的用量。遇到类似的问题,可以采用数轴分析法讨论。设SO2的物质的量为n(SO2),NaOH物质的量为n(NaOH),数轴代表,如下数轴所示:
分析数轴可得:
(1)则固体物质为Na2SO3,
(2),则固体物质为NaOH 和Na2SO3.
(3),则同体物质为NaHSO3
(4),则固体物质为Na2SO3和NaHSO3,
(5),则固体物质为NaHSO3。
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下图中每个方框表示有关的一种反应物或生成物,方框中字母是物质代号,已知B、D、E、F、X均为单质,试填空。
⑴写出A、B的化学:A___________,B____________。
⑵写出I和J反应的化学方程式__________________________________________。
写出E和水反应的离子方程式_________________________________________。
⑶写出C溶液和D反应的离子方程式_____________________________________。