第17講氯、硫及其化合物的制備與性質探究(能力課)1.實驗探究氯水的多重性。2.實驗探究SO2的制備及性質探究。3.氯、硫的重要化合物制備及性質探究。eq\a\vs4\al(氯水的多重性)1．氯水中的粒子及其性質新制氯水中含有三分子(H2O、Cl2、HClO)四離子(H＋、Cl－、ClO－、OH－)。2．氯水中的平衡及其影響(1)三種平衡①Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO②HClOH＋＋ClO－③H2OH＋＋OH－(2)外界因素對平衡Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO的影響。①加入可溶性氯化物(如NaCl)時，c(Cl－)增大，平衡左移，如排飽和食鹽水法收集Cl2，用飽和食鹽水除去Cl2中混有的HCl。②加入濃鹽酸，c(H＋)、c(Cl－)均增大，平衡左移，如用次氯酸鹽和濃鹽酸制Cl2時，有利于Cl2的逸出。③加入NaHCO3或CaCO3，二者只與H＋反應，不與HClO反應，c(H＋)減小，平衡右移，c(HClO)增大，氯水的漂白性增強。④加入堿，c(H＋)、c(HClO)減小，平衡右移，如Cl2的尾氣處理和漂白粉的制備等。⑤光照，HClO分解，c(HClO)減小，平衡右移，如氯水需避光保存，久置的氯水最終會變成鹽酸。1．在新制飽和氯水中，若只改變某一條件，下列敘述正確的是()A．再通入少量氯氣，eq\f(c(H＋),c(ClO－))減小B．通入少量SO2，溶液漂白性增強C．加入少量的碳酸鈣粉末，pH增大，溶液漂白性增強D．光照過程中，有氣泡冒出，溶液的導電性減弱C[A項，飽和氯水不再吸收Cl2，eq\f(c(H＋),c(ClO－))不變，錯誤；B項，Cl2與SO2反應，漂白性減弱，錯誤；D項，光照時2HClOeq\o(=,\s\up9(光照))2HCl＋O2↑，酸性增強，c(H＋)增大，導電性增強，錯誤。]2．用膠頭滴管將新制的飽和氯水慢慢滴入含有酚酞的氫氧化鈉稀溶液中，當滴到一定量時，紅色突然褪去。試回答下列問題。(1)產生上述現象的原因可能有兩種：①；②。(2)怎樣用實驗證明紅色褪去的原因是①或②？。[答案](1)①氯水中Cl2和酸與NaOH反應②氯水中HClO的強氧化性(2)取褪色后的溶液，加適量NaOH溶液，若溶液又變紅，則說明原因是①，否則為②eq\a\vs4\al(特殊的含氯化合物的制備及性質)1．氯的常見氧化物簡介(1)一氧化二氯性質：是次氯酸的酸酐，溶于水產生不穩定的次氯酸并最終變為鹽酸。制法：用新制備的黃色氧化汞與氯氣反應可制得一氧化二氯：2HgO＋2Cl2=Cl2O＋HgCl2·HgO；同樣也可以用氯氣與潮濕的碳酸鈉反應來制取：2Na2CO3＋H2O＋2Cl2=2NaCl＋2NaHCO3＋Cl2O。(2)二氧化氯物理性質：是一種黃綠色到橙黃色的氣體，極易溶于水。制取：Cl2＋2NaClO2=2ClO2＋2NaCl或5NaClO2＋4HCl=4ClO2↑＋5NaCl＋2H2O。用途：是一種廣譜、高效的滅菌劑。(3)Cl2O3、Cl2O5、Cl2O7分別為HClO2、HClO3、HClO4的酸酐。2．氯的含氧酸及其鹽(1)氯的含氧酸有HClO(次氯酸)、HClO2(亞氯酸)、HClO3(氯酸)、HClO4(高氯酸)，其酸性依次增強。(2)氯的含氧酸鹽有四類：次氯酸鹽、亞氯酸鹽、氯酸鹽、高氯酸鹽。①NaClO2(亞氯酸鈉)性質：黃綠色液體，呈堿性，是一種強氧化劑，遇酸放出ClO2氣體。②氯酸鉀(KClO3)性質：是一種白色晶體，有毒，在冷水中溶解度較小，易溶于熱水，是強氧化劑。在MnO2催化作用下，受熱分解生成O2。③高氯酸鈉(NaClO4)性質：易溶于水和乙醇，有強氧化性，低毒，與有機物撞擊易引起爆炸。1．Cl2O是黃棕色、具有強烈刺激性氣味的氣體，是一種強氧化劑，易溶于水且會與水反應生成次氯酸，與有機物、還原劑接觸或加熱時會發生燃燒并爆炸。一種制取Cl2O的裝置如圖所示。已知：Cl2O的熔點為－116℃，沸點為3.8℃；Cl2的沸點為－34.6℃；HgO＋2Cl2=HgCl2＋Cl下列說法中不正確的是()A．裝置②、③中盛裝的試劑依次是飽和食鹽水和濃硫酸B．通入干燥空氣的目的是將生成的Cl2O稀釋減小爆炸危險C．從裝置⑤中逸出氣體的主要成分是Cl2OD．裝置④與⑤之間不用橡膠管連接，是為了防止橡膠管燃燒和爆炸C[制取Cl2O需要干燥純凈的氯氣，所以②、③中盛裝的試劑依次是飽和食鹽水和濃硫酸，A項正確；高濃度的Cl2O易爆炸，所以通入干燥空氣的目的是將生成的Cl2O稀釋減小爆炸危險，B項正確；裝置⑤是收集Cl2O，所以溫度低于3.8℃，逸出的氣體主要是空氣，C項錯誤；Cl2O與有機物接觸會發生燃燒并爆炸，裝置④與⑤之間不用橡膠管連接，是為了防止橡膠管燃燒和爆炸，D2．亞氯酸鈉(NaClO2)是一種高效氧化劑、漂白劑，主要用于棉紡、亞麻、紙漿漂白，水處理，殺菌滅藻，魚藥制造等行業。工業上可采用過氧化氫法，即在堿性條件下，用H2O2還原ClO2制備NaClO2。某興趣小組模擬工業生產流程在實驗室中制備NaClO2，實驗裝置如圖1所示。甲乙丙圖1已知：純ClO2易分解爆炸，一般用稀有氣體或空氣稀釋到10%以下安全。檢查裝置氣密性；稱取10.65gNaClO3加入200mL稀硫酸中，溶解，然后轉移到儀器a中；量取適量H2O2加入100mLNaOH濃溶液中，搖勻后轉移到儀器b中；連接好裝置進行實驗。回答下列問題：(1)儀器b的名稱是。(2)進行實驗時，需要對裝置甲進行水浴加熱，水浴加熱的優點是，該反應中“水浴加熱”的目的是。(3)裝置丙的作用是。(4)裝置甲中空氣并不參與反應，則裝置甲中發生反應的離子方程式是。[解析](2)水浴加熱時反應儀器被水包圍，受熱均勻，且易于控制反應溫度。升溫可加快反應速率。(3)反應過程中部分SO2、ClO2會逸出，用堿液可吸收該有害氣體，防止污染空氣。(4)裝置甲中SO2還原ClOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))生成ClO2，故反應的離子方程式為SO2＋2ClOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))=SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋2ClO2。[答案](1)圓底燒瓶(或燒瓶)(2)受熱均勻，易于控制溫度加快反應速率(3)吸收SO2、ClO2有害氣體，防止污染空氣(4)SO2＋2ClOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))=SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋2ClO2eq\a\vs4\al(二氧化硫的制備及性質探究實驗)【典例】如圖是實驗室進行二氧化硫的制備與性質探究實驗的組合裝置，部分固定裝置未畫出。(1)下列有關說法正確的是(填字母)。A．關閉K1，打開K2，試劑X是酸性KMnO4或FeCl3溶液，均可證明SO2有還原性B．關閉K2，打開K1，滴加H2SO4溶液，則裝置B中每消耗1molNa2O2，轉移電子數為NA(NA表示阿伏加德羅常數的值)C．為防止環境污染，裝置C和E中的試劑均取用飽和石灰水D．實驗過程中體現了H2SO4的酸性、吸水性、難揮發性、強氧化性(2)A、B裝置中發生反應的化學方程式為。(3)C裝置中有時冒出氣泡，理由是。[解析](1)若試劑X是酸性KMnO4或FeCl3溶液，均能氧化SO2，酸性KMnO4溶液紫色褪去，FeCl3溶液黃色褪去，均有明顯現象，可證明SO2具有還原性，A正確；關閉K2，打開K1，滴加H2SO4溶液，則裝置B中發生反應SO2＋Na2O2=Na2SO4，每消耗1molNa2O2，轉移電子數為2NA，B錯誤；飽和石灰水中OH－濃度低，不能用于尾氣吸收，為了吸收尾氣，一般選擇NaOH溶液，則裝置C和E中的試劑應均為NaOH溶液，C錯誤；實驗過程中體現了H2SO4的酸性、難揮發性，沒有體現強氧化性以及吸水性，D錯誤。(3)C中冒出的氣泡可能為O2，可能是含H2O的SO2與Na2O2反應時，Na2O2與H2O反應生成了O2。[答案](1)A(2)Na2SO3＋H2SO4=Na2SO4＋SO2↑＋H2O、Na2O2＋SO2=Na2SO4(3)生成的SO2中含H2O(g)，H2O與Na2O2反應生成了O2SO2的實驗室制法(1)反應原理①Na2SO3＋H2SO4(濃)=Na2SO4＋SO2↑＋H2O②Cu＋2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up9(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O③Na2S2O3＋H2SO4=Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O(2)除去SO2中的HCl、H2O(g)的常用試劑依次為飽和NaHSO3溶液、濃硫酸或P2O5。(3)向上排空氣法或排飽和NaHSO3溶液法收集SO2。(4)可用NaOH溶液或氨水吸收SO2尾氣，但不能用石灰水吸收SO2。硫酰氯(SO2Cl2)常用作氯化劑和氯磺化劑，在染料、藥品、除草劑和農用殺蟲劑的生產過程中有重要作用。現在模擬用干燥的Cl2和SO2在活性炭催化下制取硫酰氯。反應的化學方程式為SO2(g)＋Cl2(g)=SO2Cl2(l)ΔH＝－97.3kJ·mol－1，實驗裝置如圖所示(部分夾持裝置未畫出)。已知：硫酰氯通常條件下為無色液體，熔點為－54.1℃，沸點為69.1℃。在潮濕空氣中“發煙”，長期放置或在100℃回答下列問題：(1)儀器c的名稱是，冷凝管的進水口是(填“a”或“b”)。(2)下列操作或描述正確的是(填標號)。A．將70%硫酸溶液換成98%硫酸溶液，可以加快制取SO2的速率B．實驗中通過觀察裝置乙、丁導管口產生氣泡的速率，可控制兩種反應物體積相等C．裝置戊上方分液漏斗中最好選用0.10mol·L－1NaCl溶液，減小氯氣的溶解度D．裝置己可防止污染，又可防止硫酰氯變質(3)氯磺酸(ClSO3H)加熱分解，也能制得硫酰氯，寫出反應的化學方程式：。(4)長期儲存的硫酰氯會發黃，可能的原因是(用化學方程式和必要的文字加以解釋)。(5)若反應中消耗的氯氣體積為896mL(標準狀況下)，最后經過分離提純得到4.05g純凈的硫酰氯，則硫酰氯的產率為。[解析](1)儀器c為蒸餾燒瓶，冷凝水的流向是“下進上出”，所以裝置丙的冷凝管中冷凝水的入口是a。(2)98%硫酸溶液中水的含量很少，硫酸并未完全電離，大部分仍以分子形式存在，而Na2SO3固體與H2SO4的反應在H2SO4電離出大量H＋的狀態下才能順利進行，故A錯誤；實驗中通過觀察裝置乙、丁導管口產生氣泡的速率，使通入的二氧化硫和氯氣的量相等，因此可控制兩種反應物體積相等，故B正確；裝置戊上方分液漏斗中最好選用飽和NaCl溶液，減小氯氣的溶解度，故C錯誤；裝置己可吸收尾氣二氧化硫和氯氣，防止污染，同時避免硫酰氯與潮濕的空氣接觸，防止其變質，故D正確。(3)氯磺酸(ClSO3H)加熱分解，也能制得硫酰氯，可根據質量守恒定律配平，則反應的化學方程式為2ClSO3Heq\o(=,\s\up9(△))SO2Cl2＋H2SO4。(4)由分解反應SO2Cl2=SO2↑＋Cl2↑可知，分解產生少量的氯氣，氯氣為黃綠色，溶解在其中，會導致硫酰氯發黃。(5)若反應中消耗的氯氣體積為896mL(標準狀況下)，氯氣的物質的量為0.04mol，根據反應方程式SO2(g)＋Cl2(g)=SO2Cl2(l)可知，理論上制備出的SO2Cl2的物質的量為0.04mol，其質量為0.04mol×135g·mol－1＝5.4g，因此硫酰氯的產率為eq\f(4.05g,5.4g)×100%＝75%。[答案](1)蒸餾燒瓶a(2)BD(3)2ClSO3Heq\o(=,\s\up9(△))SO2Cl2＋H2SO4(4)SO2Cl2=SO2↑＋Cl2↑，分解產生少量的氯氣溶解在其中(5)75%eq\a\vs4\al(多硫化合物的制備實驗探究)1．硫代硫酸鈉(Na2S2O3)(1)制備①硫化堿法，即將Na2S和Na2CO3以物質的量之比為2∶1配成溶液，然后通入SO2，發生的反應為2Na2S＋Na2CO3＋4SO2=3Na2S2O3＋CO2。②亞硫酸鈉法，使沸騰的Na2SO3溶液同硫粉反應，其反應的方程式為Na2SO3＋Seq\o(=,\s\up9(△))Na2S2O3。(2)性質①中等強度還原劑，可被碘氧化成連四硫酸鈉(Na2S4O6)，該反應常用來定量測定碘的含量，反應的離子方程式為I2＋2S2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))=2I－＋S4Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(6))。②可被氯、溴等氧化為SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))，如Na2S2O3＋4Cl2＋5H2O=Na2SO4＋H2SO4＋8HCl。③可與酸反應，離子方程式為2H＋＋S2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))=S↓＋SO2↑＋H2O。2．焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)(1)制備：NaHSO3過飽和溶液結晶脫水而成，2NaHSO3eq\o(=,\s\up9(△))Na2S2O5＋H2O。(2)性質①與酸反應放出二氧化硫，如Na2S2O5＋2HCl=2NaCl＋2SO2↑＋H2O。②強還原性，如Na2S2O5＋2I2＋3H2O=2NaHSO4＋4HI。3．過二硫酸鈉(Na2S2O8)、連二亞硫酸鈉(Na2S2O4)(1)過二硫酸鈉中S為＋6價，含有1個過氧鍵(—O—O—)，性質與過氧化氫相似，具有氧化性。作為氧化劑參與反應時，過氧鍵斷裂，過氧鍵中的氧原子由－1價變為－2價，硫原子化合價不變。如S2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(8))＋2I－eq\o(=,\s\up9(Cu2＋),\s\do9())2SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋I2，5S2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(8))＋2Mn2＋＋8H2Oeq\o(=,\s\up9(Ag＋))10SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋2MnOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))＋16H＋。過二硫酸鈉不穩定，受熱分解生成Na2SO4、SO2和O2。(2)連二亞硫酸鈉中S為＋3價，是強還原劑，能將I2、Cu2＋、Ag＋還原，能被空氣中的氧氣氧化。在無氧條件下，用鋅粉還原亞硫酸氫鈉可制得連二亞硫酸鈉。(2021·德州模擬)焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)是一種常用的食品抗氧化劑(易被氧化)。實驗室利用如圖所示裝置制取少量焦亞硫酸鈉并探究SO2的性質(夾持裝置已略去)。請回答下列問題：(實驗前已除去裝置中的空氣)(1)儀器a的名稱是。(2)關閉K2、K3，打開K1，裝置B中發生反應的離子方程式為，觀察到裝置C中發生的現象是。(3)裝置D和F的作用是。(4)實驗前，裝置E中所用蒸餾水需經煮沸后迅速冷卻，目的是，關閉K1、K3，打開K2，一段時間后裝置E中有Na2S2O5晶體析出，裝置E中發生反應的化學方程式為。(5)設計實驗驗證Na2S2O5晶體在空氣中已被氧化，所需試劑為。[解析](2)裝置A中產生的SO2進入裝置B中，SO2與FeCl3溶液反應生成FeSO4、FeCl2和HCl，離子方程式為2Fe3＋＋SO2＋2H2O=2Fe2＋＋SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋4H＋；裝置C中SO2與Na2S溶液反應生成S單質，現象為有淡黃色沉淀生成。(3)SO2有毒，不能直接排放到空氣中，可用NaOH溶液吸收。因此裝置D和F的作用是吸收SO2，防止污染空氣。(4)裝置E用于制備焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)，但水中存在溶解的氧氣，具有氧化性，影響焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)的制備，因此裝置E中所用蒸餾水需經煮沸后迅速冷卻，目的是去除水中溶解的氧氣。制備焦亞硫酸鈉的化學方程式為SO2＋Na2SO3=Na2S2O5。(5)Na2S2O5晶體在空氣中易被氧化為Na2SO4，用鹽酸、氯化鋇溶液檢驗樣品中含有硫酸根離子，即可驗證Na2S2O5晶體在空氣中已被氧化。[答案](1)分液漏斗(2)2Fe3＋＋SO2＋2H2O=2Fe2＋＋SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋4H＋有淡黃色沉淀生成(3)吸收SO2，防止污染空氣(4)去除水中溶解的氧氣SO2＋Na2SO3=Na2S2O5(5)稀鹽酸、BaCl2溶液1．(2021·浙江6月選考，T30節選)Cl2O是很好的氯化劑，實驗室用如圖裝置(夾持儀器已省略)制備高純Cl2O。已知：①HgO＋2Cl2=HgCl2＋Cl2O，合適反應溫度為18～25℃；副反應：2HgO＋2Cl2eq\o(=,\s\up9(△))2HgCl2＋O2。②常壓下，Cl2沸點－34.0℃，熔點－101.0℃；Cl2O沸點2.0℃，③Cl2O＋H2O2HClO，Cl2O在CCl4中溶解度遠大于其在水中的溶解度。請回答：(1)①裝置A的作用是去除原料氣中的少量水分，可用的試劑是。②將上圖中裝置組裝完整，虛框D中應選用。abc(2)有關反應柱B，須進行的操作是。A．將HgO粉末熱處理除水分、增加表面積后填入反應柱B．調控進入反應柱的混合氣中Cl2和N2的比例C．調控混合氣從下口進入反應柱的流速D．將加熱帶纏繞于反應柱并加熱(3)裝置C，冷卻液的溫度通常控制在－80～－60℃。反應停止后，溫度保持不變，為減少產品中的Cl2含量，可采用的方法是(4)將純化后的Cl2O產品氣化，通入水中得到高純度Cl2O的濃溶液，于陰涼暗處貯存。當需要Cl2O時，可將Cl2O濃溶液用CCl4萃取分液，經氣化重新得到。針對萃取分液，從下列選項選擇合適操作(操作不能重復使用)并排序：c→→→e→d→f→。a．檢查旋塞、玻璃塞處是否漏水b．將溶液和CCl4轉入分液漏斗c．涂凡士林d．旋開旋塞放氣e．倒轉分液漏斗，小心振搖f．經幾次振搖并放氣后，將分液漏斗置于鐵架臺上靜置g．打開旋塞，向錐形瓶放出下層液體h．打開旋塞，待下層液體完全流出后，關閉旋塞，將上層液體倒入錐形瓶[解析](1)①裝置A的作用是去除原料氣(Cl2、N2)中的少量水分，可用的試劑是濃硫酸。②Cl2和Cl2O都不能直接排放于空氣中，因此需要進行尾氣處理，Cl2、Cl2O能與NaOH溶液反應，同時需要防止NaOH溶液中水蒸氣進入C裝置中，因此需要在C和尾氣處理裝置之間連接吸收水蒸氣的裝置，所以虛框D中應選用a裝置。(2)裝置B為HgO與Cl2反應制備Cl2O的裝置，因Cl2O能與H2O發生反應，因此需要將HgO粉末熱處理除水分，該反應為固體與氣體接觸類反應，因此增加表面積能夠加快反應速率，故A選；N2的作用是稀釋Cl2，在氣流速率一定的條件下，氯氣所占的比例越小，其轉化率越高，同時Cl2不足時會發生副反應，因此需要調控進入反應柱的混合氣中Cl2和N2的比例，故B選；為了讓氣體與固體充分接觸，混合氣體應從下口進入反應柱，同時需要控制氣體的流速，防止副反應發生，故C選；HgO與Cl2反應制備Cl2O的合適反應溫度為18～25℃，因此該反應在常溫下進行，若對反應柱加熱會發生副反應，故D不選。(3)由題可知，Cl2沸點小于Cl2O，在Cl2未發生冷凝時抽氣或通入干燥氮氣可以有效地去除產物中的Cl2。(4)萃取分液的操作順序為檢漏→加入萃取劑和溶液→振蕩搖勻→放氣→靜置分層→放液，下層液體從下口流出，上層液體從上口倒出，因CCl4密度大于水，因此萃取后溶有Cl2O的CCl4位于下層，因此操作順序為涂凡士林→檢查旋塞、玻璃塞處是否漏水→將溶液和CCl4轉入分液漏斗→倒轉分液漏斗，小心振搖→旋開旋塞放氣→經幾次振搖并放氣后，將分液漏斗置于鐵架臺上靜置→打開旋塞，[答案](1)①濃硫酸②a(2)ABC(3)抽氣(或通干燥氮氣)(4)abg2．(2019·全國Ⅱ卷，T26改編)在潮濕空氣中長期放置的“還原料”(含BaS)，會逸出臭雞蛋氣味的氣體，且水溶性變差，其原因是“還原物”表面生成了難溶于水的(填化學式)，反應方程式為。[答案]BaCO3BaS＋CO2＋H2O=BaCO3＋H2S3．(2018·全國Ⅰ卷，T27節選)焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)在醫藥、橡膠、印染、食品等方面應用廣泛。回答下列問題：(1)生產Na2S2O5，通常是由NaHSO3過飽和溶液經結晶脫水制得。寫出該過程的化學方程式：。(2)利用煙道氣中的SO2生產Na2S2O5的工藝為：①pH＝4.1時，Ⅰ中為溶液(寫化學式)。②工藝中加入Na2CO3固體、并再次通入SO2的目的是。[解析](1)NaHSO3過飽和溶液經結晶脫水生成Na2S2O5。(2)①向Na2CO3飽和溶液中通入SO2，可能生成Na2SO3、NaHSO3，因Na2SO3溶液呈堿性，Ⅰ中溶液呈弱酸性，所以生成的是NaHSO3。②審題時抓住“生產Na2S2O5，通常是由NaHSO3過飽和溶液經結晶脫水制得”，則工藝中加入Na2CO3固體，并再次通入SO2的目的是得到NaHSO3的過飽和溶液。[答案](1)2NaHSO3eq\o(=,\s\up9(△))Na2S2O5＋H2O(2)①NaHSO3②得到NaHSO3的過飽和溶液二氧化氯(ClO2)是環保型殺菌消毒劑，熔點為－59.5℃，沸點為11.0℃，極易溶于水但不反應，水溶液在溫度超過95℃時易發生爆炸。實驗室用稀硫酸酸化NaClO2濃溶液放出ClO2①②③④下列說法正確的是()A．①中水槽內為熱水，裝置②的作用是防倒吸B．圖中的裝置的連接順序為④→②→①→③C．④發生反應的離子方程式為5ClOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))＋2H＋=4ClO2↑＋Cl－＋H2OD．實驗需要控制溫度，可采取不斷攪拌和控制恒壓漏斗中硫酸的滴落速度D[根據題目信息，實驗目的是制備二氧化氯，故裝置連接順序是④→①→②→③，B項錯誤；二氧化氯沸點為11.0℃，故①中水槽內為冷水，裝置②的作用是防止③中液體倒吸入裝置①中，A項錯誤；C項，原子不守恒，電荷不守恒，C項錯誤；因反應的溶液溫度超過95℃時易發生爆炸，故反應過程中需控制溫度低于95℃，通過控制磁子攪拌速度及硫酸滴入的速度控制反應速率，從而達到控制溫度的目的課時分層作業(十七)氯、硫及其化合物的制備與性質探究1．(2021·長治模擬)在探究新制飽和氯水成分的實驗中，下列根據實驗現象得出的結論不正確的是()A．氯水呈淺黃綠色，說明氯水中含有Cl2B．向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，產生白色沉淀，說明氯水中含有Cl－C．向氯水中加入NaHCO3粉末，有氣泡產生，說明氯水中含有H＋D．向FeCl2溶液中滴加氯水，溶液顏色變成棕黃色，說明氯水中含有HClOD[通常情況下，氯氣為黃綠色氣體，氯水呈淺黃綠色，說明氯水中含有Cl2，A項正確；向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，產生白色沉淀，發生的反應為Ag＋＋Cl－=AgCl↓，說明氯水中含有Cl－，B項正確；向氯水中加入NaHCO3粉末，有氣泡產生，發生的反應為H＋＋HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))=H2O＋CO2↑，說明氯水中含有H＋，C項正確；向FeCl2溶液中滴加氯水，溶液顏色變成棕黃色，說明反應有氯化鐵生成，由于氯氣和HClO均能把氯化亞鐵氧化成氯化鐵，因此不能說明氯水中含有HClO，D項錯誤。]2．氯胺是一種長效緩釋有機氯消毒劑，有強氧化性，其殺菌能力是一般含氯消毒劑的4～5倍，下列有關氯胺(NH2Cl，Cl為＋1價)的說法一定不正確的是()A.氯胺的水解產物為NH2OH(羥胺)和HClB．氯胺與水反應的化學方程式為NH2Cl＋H2ONH3＋HClOC．氯胺中氯的非金屬性弱于氮D．氯胺的消毒原理與漂白粉相似A[NH2Cl＋H2ONH3＋HClO，反應生成的HClO能殺菌消毒。該水解反應是一個可逆反應，HClO殺菌后濃度減小，平衡向右移動，氯胺轉化成HClO；相反，當HClO濃度較高時，平衡向左移動，轉化為氯胺，相當于暫時“貯存”，避免其分解損失，這樣就延長了消毒時間。]3．向亞硫酸氫鈉溶液中加入一定量的純堿后，再通入SO2，可以得到焦亞硫酸鈉晶體(Na2S2O5)，Na2S2O5溶于水會立即生成NaHSO3。下列說法不正確的是()A．焦亞硫酸鈉具有還原性B．SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))中S原子雜化方式為sp3C．焦亞硫酸鈉與非氧化性強酸反應能放出SO2D．焦亞硫酸鈉受熱分解生成SO2和Na2SO3，該反應屬于氧化還原反應D[焦亞硫酸鈉中的硫元素顯＋4價，故焦亞硫酸鈉具有還原性，A項正確；SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))中S原子形成3個σ鍵，并有1個孤電子對，為sp3雜化，B項正確；焦亞硫酸鈉的性質類似于亞硫酸鈉，可與非氧化性強酸發生復分解反應生成SO2，C項正確；焦亞硫酸鈉受熱分解生成SO2和Na2SO3，各元素的化合價未發生變化，不屬于氧化還原反應，D項錯誤。]4．綠礬(FeSO4·7H2O)具有燥濕化痰、止血補血、解毒斂瘡的功效。某同學設計如圖裝置制備FeSO4溶液：下列說法錯誤的是()A．裝置Ⅰ燒瓶中放入的藥品X為銅屑，且在Ⅰ、Ⅱ之間應該增加裝有濃硫酸的洗氣瓶以干燥SO2B．裝置Ⅱ中用“多孔球泡”可增大SO2的吸收速率，使SO2充分反應C．裝置Ⅲ用于吸收未反應的SO2且防倒吸D．將裝置Ⅱ中充分反應后的溶液蒸發濃縮，降溫結晶，過濾，洗滌，干燥可得綠礬A[A項，裝置Ⅰ用來制取SO2，若藥品X為銅屑，銅屑和濃硫酸需要加熱才能反應，所以藥品X應該為Na2SO3固體，另外，SO2氣體通入Fe2(SO4)3溶液中，不需要干燥，錯誤；B項，裝置Ⅱ中用“多孔球泡”可以增大氣液接觸面積，從而增大SO2的吸收速率，使SO2充分反應，正確；C項，裝置Ⅲ用于處理尾氣SO2，且倒扣的漏斗還能防倒吸，正確；D項，裝置Ⅱ中充分反應后的溶液為FeSO4溶液，通過蒸發濃縮，降溫結晶，過濾，洗滌，干燥可得綠礬，正確。]5．連二亞硫酸鈉(Na2S2O4)俗稱保險粉，易被氧氣氧化。利用如圖裝置，在錐形瓶中加入HCOONa、NaOH、CH3OH(溶劑)和水形成的混合液，通入SO2時發生反應生成保險粉和一種常見氣體，下列說法錯誤的是()A．制備保險粉的離子方程式為HCOO－＋OH－＋2SO2=S2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋CO2＋H2OB．裝置C中NaOH溶液可以換成石灰水C．C中反應的離子方程式：SO2＋2OH－=SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))＋H2OD．為避免產生的Na2S2O4被O2氧化，使硫酸與亞硫酸鈉先反應，產生的SO2排出裝置中殘留的O2B[石灰水中Ca(OH)2的濃度小，不可作為SO2的吸收劑，B錯誤。]6．(2021·臨沂模擬)SOCl2的熔點為－105℃，沸點為79℃，加熱至150℃開始分解，與水劇烈反應生成HCl和SO2。某興趣小組利用如圖裝置(可重復選用)制取無水ZnCl2的同時回收SOCl2，NHIJKA．裝置K中品紅溶液褪色證明SO2具有氧化性B．冷凝水從b口進，a口出C．裝置的連接順序為N→I→J→K→J→HD．往裝置N三頸燒瓶中加入SOCl2的目的是脫去ZnCl2·xH2O中的結晶水，同時利用SOCl2與水反應的產物抑制氯化鋅的水解A[SOCl2水解生成氯化氫和二氧化硫兩種氣體，品紅溶液褪色說明二氧化硫有漂白性，A不正確；冷凝水下進上出，故b口為進水口，B正確；裝置正確的連接順序為N→I→J→K→J→H，C正確；往裝置N三頸燒瓶中加入SOCl2的目的是在脫去ZnCl2·xH2O中的結晶水的同時利用生成的氯化氫氣體抑制氯化鋅的水解，D正確。]7．磺酰氯(SO2Cl2)是一種無色液體，熔點為－54.1℃，沸點為69.1℃，遇水極易水解，遇潮濕空氣會產生白霧，是一種有機氯化劑。實驗室常用Cl2和SOABCDE請回答下列問題：(1)裝置A中燒瓶內發生反應的離子方程式為。(2)SO2Cl2的結構式為。(3)裝置C中球形干燥管中盛放的藥品為，作用是。(4)某同學利用上述裝置在實驗室中制取少量磺酰氯，請幫他連接裝置：A——B(裝置可重復使用)。(5)裝置C中空缺儀器最好選用如圖中的(填“a”或“b”)。(6)反應后，從裝置C的三頸燒瓶中取少量液體，加水，振蕩、靜置得到無色溶液，檢驗該溶液中含有Cl－的方法是。[解析](1)80%的硫酸在書寫離子方程式時要拆，反應的離子方程式為SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))＋2H＋=H2O＋SO2↑。(2)磺酰氯分子的結構式為SClOClO。(3)裝置C中球形干燥管中盛放的藥品為堿石灰，作用有兩種：一是吸收未反應的氯氣和二氧化硫；二是防止空氣中的水蒸氣進入裝置C中，使磺酰氯水解。(4)分析題給裝置知A為生成SO2的裝置，B為生成Cl2的裝置，C為生成磺酰氯的裝置，所以裝置的連接順序為A—D—C—D—E—B。(5)用球形冷凝管冷凝更充分，冷凝效果更好，故選a。(6)要檢驗溶液中的氯離子應先排除硫酸根離子的干擾，所以檢驗方法為取少量該溶液于試管中，加入過量Ba(NO3)2溶液，過濾，向濾液中滴加稀硝酸酸化，再加入AgNO3溶液，若產生白色沉淀，則說明溶液中有Cl－。[答案](1)SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))＋2H＋=H2O＋SO2↑(2)SClOClO(3)堿石灰吸收未反應的氯氣和二氧化硫；防止空氣中的水蒸氣進入裝置C中，使磺酰氯水解(4)D—C—D—E(5)a(6)取少量該溶液于試管中，加入過量Ba(NO3)2溶液，過濾，向濾液中滴加稀硫酸酸化，再加入AgNO3溶液，若產生白色沉淀，則說明溶液中有Cl－8．(2021·山東名校聯考)Na2CS3在工農業上有重要的應用。實驗室中為了測定某Na2CS3溶液的濃度，設計如圖裝置進行實驗。ABC已知：CSeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))＋2H＋=CS2＋H2S↑；CS2不溶于水，沸點46℃，與CO2某些化學性質相似。下列說法錯誤的是()A．裝置C中發生的反應為CS2＋2NaOH=Na2COS2＋H2OB．充分反應后通入一段時間熱N2，目的是使裝置中的H2S、CS2被充分吸收C．若裝置B中生成沉淀的質量為14.4g，則c(Na2CS3)＝1.0mol·L－1D．若將熱N2改為熱空氣，根據裝置C中溶液的增重測定c(Na2CS3)的數值偏高C[選項A，由已知信息CS2與CO2性質相似可知，裝置C中氫氧化鈉和CS2的反應可類比氫氧化鈉與CO2的反應，化學方程式為2NaOH＋CS2=Na2COS2＋H2O，正確；選項B，充分反應后，生成的H2S是氣體，且CS2沸點不高易揮發，在裝置中有殘留，通入氮氣可將殘留在裝置中的氣體趕入后續裝置中被充分吸收，正確；選項C，裝置B中CuSO4與生成的H2S反應生成CuS沉淀，沉淀的質量為14.4g，則產生的n(CuS)＝0.15mol，參加反應的n(Na2CS3)＝0.15mol，c(Na2CS3)＝n/V＝0.15mol÷0.05L＝3.0mol·L－1，錯誤；選項D，若將熱N2改為熱空氣，則鼓入的熱空氣中的二氧化碳會被裝置C中氫氧化鈉溶液吸收，導致裝置C增重變大，使測量的c(Na2CS3)偏大，正確。]9．五水硫代硫酸鈉(Na2S2O3·5H2O)不溶于乙醇，易溶于水，可用于鞣制皮革、礦石提銀、水產養殖、醫療解毒等，工業上常用Na2S、Na2CO3為原料制備，其生產流程如圖所示。(1)五水硫代硫酸鈉中硫元素的化合價為。常溫下，Na2S溶液的pH7(填“>”“<”或“＝”)。(2)溶解原料的蒸餾水需加熱煮沸一段時間后待用，其目的是。(3)Na2S和Na2CO3按物質的量之比為2∶1投料后加熱，將SO2緩緩通入溶液中，即可獲得Na2S2O3，反應的化學方程式為。(4)上述制備過程一般需在堿性環境下進行，若在酸性條件下產品會發黃，用離子方程式表示其可能的原因：。(5)充分反應后趁熱過濾，將濾液水浴加熱濃縮，冷卻析出晶體后用乙醇洗滌，即可獲得純凈的無色透明晶體。趁熱過濾和用乙醇洗滌的目的是。[解析][答案](1)＋2>(2)除去水中溶解的O2，防止氧化Na2S(3)2Na2S＋Na2CO3＋4SO2=3Na2S2O3＋CO2(4)S2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))＋2H＋=S↓＋SO2↑＋H2O(5)減少因降溫析出和溶解造成的產品損耗10．實驗探究是化學學習中不可或缺的學習方式，在學習了金屬與非金屬等知識后，為驗證Cl2、Fe3＋、SO2三者氧化性強弱順序，某化學興趣小組按照如圖所示的裝置(夾持裝置和A中加熱裝置已省略)進行了一次探究。實驗步驟如下：Ⅰ.檢查裝置的氣密性。Ⅱ.B中先不加入溶液，打開止水夾K1～K4，通入N2一段時間，然后停止通N2，關閉K1、K3、K4，用注射器向B中加入15mL新制的FeCl2溶液。Ⅲ.打開活塞a，滴加一定量的濃鹽酸，加熱A，當B中溶液變黃時，停止加熱，關閉K2。Ⅳ.打開活塞b，待約2mL的溶液流入D試管后關閉活塞b，取下D試管，檢驗溶液中的離子。Ⅴ.打開K3和活塞c，向C中滴加70%的硫酸，一段時間后關閉K3。Ⅵ.更換試管D，重復步驟Ⅳ中的操作。回答下列問題：(1)儀器B的名稱為，B上口的浸有堿液的棉花的作用是。(2)步驟Ⅰ中檢查A裝置的氣密性的操作方法是。(3)步驟Ⅱ的目的是