Question

19．某學習小組依據SO₂具有還原性，推測SO₂能被Cl₂氧化生成SO₂Cl₂．查閱資料：SO₂Cl₂常溫下為無色液體，極易水解，遇潮濕空氣會產生白霧．
Ⅰ．化合物SO₂Cl₂中S元素的化合價是+6．
Ⅱ．在收集氯氣前，應依次通過盛有飽和食鹽水和濃硫酸的洗氣瓶．
Ⅲ．用如圖所示裝置收集滿Cl₂，再通入SO₂，集氣瓶中立即產生無色液體，充分反應后，將液體和剩余氣體分離，進行如下研究．
（1）研究反應的產物SO₂Cl₂．向所得液體中加水，出現白霧，振蕩、靜置得到無色溶液．經檢驗該溶液中的陰離子（除OH^-外）只有SO₄^2-、Cl^-，證明無色液體是SO₂Cl₂．
①寫出SO₂Cl₂與H₂O反應的化學方程式SO₂Cl₂+2H₂O=H₂SO₄+2HCl；
②檢驗該溶液中Cl^-的方法是取少量該溶液于試管中，加入過量Ba（NO₃）₂溶液，過濾，向濾液中滴加HNO₃酸化，再加入AgNO₃溶液，若產生白色沉淀，則說明溶液中有Cl^-；
（2）繼續研究反應進行的程度．用NaOH溶液吸收分離出的氣體，用稀鹽酸酸化后，再滴加BaCl₂溶液，產生白色沉淀．
①該白色沉淀的成分是BaSO₄；
②寫出SO₂與Cl₂在活性炭催化下的化學方程式SO₂+Cl₂$\stackrel{活性炭}{?}$SO₂ Cl₂．

Answer 1

分析 I．根據在化合物中，元素化合價的代數和為零進行解答；
Ⅱ．濃硫酸具有吸水性，可以干燥氯氣；
Ⅲ．（1）①SO₂Cl₂與H₂O反應生成硫酸和氯化氫；
②氯離子與銀離子反應生成不溶液硝酸的氯化銀沉淀，注意應先加入硝酸鋇溶液，先排除硫酸根離子的干擾；
（2）SO₂和Cl₂生成SO₂Cl₂的反應為可逆反應，SO₂Cl₂分解得到的氯氣和二氧化硫在水溶液中發生氧化還原反應生成硫酸和氯化氫，硫酸與氯化鋇反應生成硫酸鋇沉淀，SO₂和Cl₂生成SO₂Cl₂的反應為可逆反應．

解答 解：I．SO₂Cl₂中，氧為-2價，氯為-1價，根據在化合物中，元素化合價的代數和為零可知硫元素化合價為+6價；
故答案為：+6；
II．要收集干燥的氯氣應除去氯氣中的水蒸氣，選用濃硫酸可以干燥氯氣；
故答案為：濃硫酸；
Ⅲ．（1）SO₂Cl₂與水反應的方程式：①SO₂Cl₂+2H₂O=H₂SO₄+2HCl；
故答案為：SO₂Cl₂+2H₂O=H₂SO₄+2HCl；
②要檢驗溶液中的氯離子應排除硫酸根離子的干擾，所以：取少量該溶液于試管中，加入過量Ba（NO₃）₂溶液，過濾，向濾液中滴加HNO₃酸化，再加入AgNO₃溶液，若產生白色沉淀，則說明溶液中有Cl^-；
故答案為：取少量該溶液于試管中，加入過量Ba（NO₃）₂溶液，過濾，向濾液中滴加HNO₃酸化，再加入AgNO₃溶液，若產生白色沉淀，則說明溶液中有Cl^-；
（2）SO₂和Cl₂生成SO₂Cl₂的反應為可逆反應，SO₂Cl₂分解得到的氯氣和二氧化硫在水溶液中發生氧化還原反應生成硫酸和氯化氫，硫酸與氯化鋇反應生成硫酸鋇沉淀，SO₂和Cl₂生成SO₂Cl₂的反應為可逆反應，化學方程式為：SO₂+Cl₂$\stackrel{活性炭}{?}$SO₂ Cl₂；
故答案為：①BaSO₄；②SO₂+Cl₂$\stackrel{活性炭}{?}$SO₂ Cl₂．

點評 本題主要考查了二氧化硫的性質，題目難度中等，明確物質的性質是解題關鍵，注意離子檢驗的方法．