Question

8．S₂Cl₂是工業(yè)上常用的硫化劑，廣泛應(yīng)用于石油化工．實(shí)驗室制備S₂Cl₂的方法有兩種：
①CS₂+3Cl₂$\stackrel{111-140℃}{→}$CCl₄+S₂Cl₂；②2S+Cl₂$\stackrel{95-100℃}{→}$S₂Cl₂
已知：S₂Cl₂不穩(wěn)定，在水中易發(fā)生歧化反應(yīng)（一部分硫元素化合價升高，一部分硫元素化合價降低）．
反應(yīng)涉及的幾種物質(zhì)的熔沸點(diǎn)如下：

	S	CS2	CCl4	S2Cl2
熔點(diǎn)/	113	-109	-23	-77
沸點(diǎn)/	445	47	77	137

實(shí)驗室利用如下裝置制備S₂Cl₂（部分夾持儀器已略去）：
回答下列問題：
（1）寫出A裝置中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O．如果撤去A裝置中酒精燈，若想達(dá)到同樣的目的，則圓底燒瓶中加入試劑是高錳酸鉀（或重鉻酸鉀，氯酸鉀）固體（填寫名稱）．
（2）冷卻水進(jìn)水口是a（填“a”或“b”）
（3）下列均勻為中學(xué)教材中的實(shí)驗，也可以采用類似D裝置的冷凝方式的有I、Ⅱ、Ⅳ（填序號）
I．制取溴苯Ⅱ．制取乙酸乙酯Ⅲ．制取氨氣Ⅳ．石油分餾
（4）用化學(xué)方程式表示撤去C裝置的后果2S₂Cl₂+2H₂O═3S↓+SO₂↑+4HCl↑；用直接加熱替代水浴加熱的后果是不易控制溫度，溫度高時產(chǎn)生副產(chǎn)物，產(chǎn)品純度降低．
（5）M溶液可以選擇下列試劑中的a、c（填序號）．
 a．碳酸鈉溶液  b．氯化鐵溶液   c．亞硫酸鈉溶液  d．高錳酸鉀溶液
（6）實(shí)驗完畢后，分離產(chǎn)品必需的主要玻璃儀器是蒸餾燒瓶、溫度計（填兩種儀器名稱）．

Answer 1

分析 制備S₂Cl₂原理是：在裝置A中二氧化錳和濃鹽酸之間反應(yīng)得到氯氣，但是氯氣中混油HCl和水，應(yīng)該先用飽和食鹽水除去HCl（裝置B），再用濃硫酸干燥氯氣（裝置C），讓氯氣和二硫化碳在一定溫度下發(fā)生反應(yīng)（裝置D）：2S+Cl₂$\stackrel{95-100℃}{→}$S₂Cl₂，為了使CS₂平穩(wěn)汽化，避免產(chǎn)物S₂Cl₂汽化，采用熱水浴加熱的方法，根據(jù)S₂Cl₂的熔沸點(diǎn)數(shù)據(jù)，采用冷凝回流的辦法將之收集即可試驗中的氯氣要進(jìn)行尾氣處理，可以用氫氧化鈉來吸收．
（1）依據(jù)實(shí)驗室制備氯氣的方法分析，用二氧化錳和濃鹽酸加熱反應(yīng)生成氯氣；實(shí)驗室也可以用高錳酸鉀等強(qiáng)氧化劑和濃鹽酸在常溫下反應(yīng)制取氯氣；
（2）為充分冷凝，使冷水充滿冷凝器，因此冷卻水采取逆流原理；
（3）D中冷凝管起到導(dǎo)氣和冷凝回流雙重作用，根據(jù)各選項物質(zhì)的制備實(shí)驗結(jié)合裝置的性質(zhì)來回答；
（4）根據(jù)題干信息：S₂Cl₂在水中易發(fā)生岐化反應(yīng)，依據(jù)氧化還原反應(yīng)的元素化合價變化守恒推斷，化合價降低的生成黃色沉淀為單質(zhì)硫，化合價升高的生成二氧化硫氣體，
為了使CS₂平穩(wěn)汽化，避免產(chǎn)物S₂Cl₂汽化，可以采用水浴加熱的方法，用直接加熱替代水浴加熱，不易控制溫度，溫度高時產(chǎn)生副產(chǎn)物，產(chǎn)品純度降低；
（5）M溶液吸收多余的氯氣，氯化鐵和氯氣不反應(yīng)，高錳酸鉀和氯氣也不反應(yīng)；
（6）實(shí)驗完畢后，分離產(chǎn)品需蒸餾，根據(jù)蒸餾操作選擇玻璃儀器，蒸餾操作需要鐵架臺、酒精燈、石棉網(wǎng)、溫度計、冷凝管、牛角管、錐形瓶等儀器．

解答 解：（1）用固液加熱的方法制Cl₂，常用濃鹽酸和二氧化錳反應(yīng)制取，反應(yīng)離子方程式為：MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；如果撤去A裝置中酒精燈，若想達(dá)到同樣的目的，則圓底燒瓶中加入試劑是高錳酸鉀（或重鉻酸鉀，氯酸鉀）固體，如：2KMnO₄+16HCl（濃）═2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O，
故答案為：MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；高錳酸鉀（或重鉻酸鉀，氯酸鉀）固體；
（2）冷凝管應(yīng)從下口進(jìn)水，上口出水，以保證水充滿冷凝管，起到充分冷凝的作用，所以冷卻水從a口進(jìn)入，
故答案為：a；
（3）D中冷凝管起到導(dǎo)氣和冷凝回流雙重作用，此作用在制取乙酸乙酯和溴苯、石油分餾的實(shí)驗中用得到，實(shí)驗室常用氯化銨固體和熟石灰固體混合加熱來制取氨氣2NH₄C1+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O，無需冷凝管，
故答案為：I、Ⅱ、Ⅳ；
（4）S₂Cl₂與水反應(yīng)，有無色刺激性氣味氣體產(chǎn)生，并有黃色沉淀生成，無色刺激性氣味氣體除氯化氫外，依據(jù)氧化還原反應(yīng)的元素化合價變化守恒推斷，化合價降低的生成黃色沉淀為單質(zhì)硫，化合價升高的生成二氧化硫氣體，依據(jù)原子守恒、電子守恒寫出化學(xué)方程式為：2S₂Cl₂+2H₂O=3S↓+SO₂↑+4HCl↑，為了使CS₂平穩(wěn)汽化，避免產(chǎn)物S₂Cl₂汽化，可以采用水浴加熱的方法，用直接加熱替代水浴加熱，不易控制溫度，溫度高時產(chǎn)生副產(chǎn)物，產(chǎn)品純度降低，
故答案為：2S₂Cl₂+2H₂O═3S↓+SO₂↑+4HCl↑； 不易控制溫度，溫度高時產(chǎn)生副產(chǎn)物，產(chǎn)品純度降低；
（5）M溶液吸收多余的氯氣，氯氣和水反應(yīng)生成鹽酸和次氯酸，鹽酸和碳酸鈉反應(yīng)，所以能用碳酸鈉吸收氯氣，氯化鐵、高錳酸鉀和氯氣不反應(yīng)，不能選用，亞硫酸鈉中+4價的硫能被氯氣氧化，亞硫酸鈉能作為吸收液，
故答案為：a、c；
（6）實(shí)驗完畢后，分離產(chǎn)品需蒸餾，蒸餾操作需要鐵架臺、酒精燈、石棉網(wǎng)、溫度計、冷凝管、牛角管、錐形瓶等儀器，則必需的主要玻璃儀器是：蒸餾燒瓶、溫度計、冷凝管，
故答案為：蒸餾燒瓶、溫度計．

點(diǎn)評 本題考查了氯氣實(shí)驗室制備方法，混合物分離的方法判斷，雜質(zhì)氣體除雜的裝置選擇和試劑選擇，題干信息的應(yīng)用分析，離子方程式書寫，關(guān)鍵是掌握整個制備流程原理，分析流程中各裝置的作用．要求學(xué)生要有扎實(shí)的實(shí)驗基礎(chǔ)知識和靈活應(yīng)用信息解決問題的能力，題目難度中等．