Question

11．二氯化二硫（S₂Cl₂）在工北上用于橡膠的硫化，查閱相關(guān)資料得到如下信息：
①干燥的氯氣與硫在110℃〜140℃反應(yīng)可得S₂Cl₂，S₂Cl₂在300℃以上完全分解．
②S₂Cl₂常組下為紅棕色液體，沸點(diǎn)為137℃：S₂Cl₂遇水生成HCl、SO₂、S．
③S的熔點(diǎn)為112.8S₂Cl₂，沸點(diǎn)為444.6℃．
某班同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室制備S₂Cl₂并探究其性質(zhì)，回答下列問題：
（一）氯氣的制備

（1）氯氣的發(fā)生裝置可以選擇上圖中的A（或B）（填字母），反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O、2KMnO₄+16HCl（濃）=2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O．
（2）欲收集一瓶干燥的氯氣，選擇上圖中的裝置，其連接順序?yàn)椋喊l(fā)生裝置→e→f→c→d→h→g→i（按氣流方向，用小寫字母表示）．
（二）S₂Cl₂的制備
將上述收集到的氯氣通入圖裝置，在一定溫度下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．

（3）證明實(shí)驗(yàn)中有S₂Cl₂生成的現(xiàn)象是Y中出現(xiàn)紅棕色液體．若加熱G時(shí)溫度過高，在X中可能出現(xiàn)的現(xiàn)象是有淡黃色固體沉積．
（4）Z中的試劑名稱是堿石灰（或氧化鈣、生石灰），如果沒有Z裝置，可能造成的不良影響有空氣中的水蒸氣進(jìn)入Y中使S₂Cl₂變質(zhì)；殘余Cl₂逸散到空氣中造成污染．
（三）S₂Cl₂的性質(zhì)探究
（5）取少量（二）中制得的S₂Cl₂于錐形瓶中，滴加足量NaOH溶液，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為．若要檢驗(yàn)反應(yīng)后的溶液中存在Cl^-，在滴加硝酸和硝酸銀溶液之前，必須逬行的操作是取適量上層清液于試管中，滴加足量Ba（NO₃）₂溶液（或氫氧化鋇、氯化鋇溶液），過濾．

Answer 1

分析 在實(shí)驗(yàn)室制備S₂Cl₂并探究其性質(zhì)原理是：先是二氧化錳和濃鹽酸之間反應(yīng)或KMnO₄與濃鹽酸反應(yīng)得到氯氣，但是氯氣中混有HCl和水，應(yīng)該先用飽和食鹽水除去HCl，再用濃硫酸干燥氯氣，讓氯氣和硫在一定溫度下發(fā)生反應(yīng)：2S+Cl₂$\frac{\underline{\;110℃〜140℃\;}}{\;}$S₂Cl₂，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，氯氣要進(jìn)行尾氣處理，可以用氫氧化鈉來(lái)吸收，據(jù)此答題．
（一）氯氣的制備
（1）可利用二氧化錳和濃鹽酸加熱反應(yīng)制取氯氣，高錳酸鉀與濃鹽酸反應(yīng)，Cl^-被氧化成單質(zhì)氯，而MnO₄^-被還原成Mn²⁺，即反應(yīng)生成氯化鉀、氯化錳、氯氣、水，也可用來(lái)制取氯氣；
（2）收集一瓶干燥的氯氣，先制取氯氣，再利用飽和氯化鈉溶液吸收氯氣中的氯化氫氣體，利用濃硫酸除去氯氣中的水蒸氣，洗氣裝置導(dǎo)氣管需要長(zhǎng)進(jìn)短出，氯氣有毒需進(jìn)行尾氣吸收．
（二）S₂Cl₂的制備
干燥的氯氣通入裝置G和硫發(fā)生反應(yīng)生成S₂Cl₂，蒸氣在Y中冷凝得到紅棕色液體S₂Cl₂，剩余氯氣需要通入裝置Z中的堿石灰吸收，防止污染空氣，同時(shí)該裝置可防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入Y中．
（3）S₂Cl₂常溫下為紅棕色液體，有S₂Cl₂生成，Y中出現(xiàn)紅棕色液體，若加熱G時(shí)溫度過高，S₂Cl₂在300℃以上完全分解；
（4）根據(jù)該儀器的藥品在該實(shí)驗(yàn)中的作用分析，如果沒有Z裝置，空氣中的水蒸氣進(jìn)入Y中使S₂Cl₂變質(zhì)；殘余Cl₂逸散到空氣中造成污染；
（三）S₂Cl₂的性質(zhì)探究
（5）S₂Cl₂遇水生成HCl、SO₂、S，與堿反應(yīng)生成亞硫酸根離子，據(jù)此書寫方程式，若要檢驗(yàn)反應(yīng)后的溶液中存在Cl^-，需排除亞硫酸根離子的干擾．

解答 解：（1）可利用二氧化錳和濃鹽酸加熱反應(yīng)制取氯氣，反應(yīng)方程式為：MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，可選擇A，高錳酸鉀與濃鹽酸反應(yīng)時(shí)，Cl^-被氧化成單質(zhì)氯，而MnO₄^-被還原成Mn²⁺，反應(yīng)生成氯化鉀、氯化錳、氯氣、水，該反應(yīng)為2KMnO₄+16HCl（濃）=2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O，可選擇B，
故答案為：A（或B）；MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O、2KMnO₄+16HCl（濃）=2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O；
（2）收集一瓶干燥的氯氣，先制取氯氣A（或B），洗氣裝置導(dǎo)氣管需要長(zhǎng)進(jìn)短出，利用飽和氯化鈉溶液吸收氯氣中的氯化氫氣體（e→f），利用濃硫酸除去氯氣中的水蒸氣（c→d），氯氣密度大于空氣，需用向上排空氣法收集（h→g），氯氣有毒需進(jìn)行尾氣吸收（g→i），所以其連接順序?yàn)椋篹→f→c→d→h→g→i，
故答案為：e→f→c→d→h→g→i；
（3）干燥的氯氣通入裝置G和硫發(fā)生反應(yīng)生成S₂Cl₂，S₂Cl₂常溫下為紅棕色液體，證明實(shí)驗(yàn)中有S₂Cl₂生成，Y中出現(xiàn)紅棕色液體，S₂Cl₂在300℃以上完全分解，所以加熱G時(shí)溫度過高會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)率降低，在X中可能有硫析出，有淡黃色固體沉積，
故答案為：Y中出現(xiàn)紅棕色液體；有淡黃色固體沉積；
（4）Z為球形干燥管，能干燥空氣，同時(shí)吸收尾氣氯氣，需盛放堿性物質(zhì)，通常盛放堿石灰（或氧化鈣、生石灰），若實(shí)驗(yàn)過程中缺少Z裝置，不經(jīng)過干燥，空氣中的水蒸氣進(jìn)入Y裝置，S₂Cl₂與水反應(yīng)，有黃色單質(zhì)硫沉淀生成，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2S₂Cl₂+2H₂O=3S↓+SO₂↑+4HCl↑，氯氣有毒，缺少Z裝置，缺少尾氣處理裝置，殘余Cl₂逸散到空氣中造成污染，
故答案為：堿石灰（或氧化鈣、生石灰）； 空氣中的水蒸氣進(jìn)入Y中使S₂Cl₂變質(zhì)；殘余Cl₂逸散到空氣中造成污染；
（5）S₂Cl₂與水反應(yīng)，有黃色單質(zhì)硫沉淀生成，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2S₂Cl₂+2H₂O=3S↓+SO₂↑+4HCl↑，與堿反應(yīng)生成亞硫酸根離子，反應(yīng)的離子方程式為：2S₂Cl₂+6OH^-═SO₃^2-+3S↓+4Cl^-+3H₂O，若要檢驗(yàn)反應(yīng)后的溶液中存在Cl^-，需排除亞硫酸根離子的干擾，在滴加硝酸和硝酸銀溶液之前，必須逬行的操作是取適量上層清液于試管中，滴加足量Ba（NO₃）₂溶液（或氫氧化鋇、氯化鋇溶液），過濾，
故答案為：2S₂Cl₂+6OH^-═SO₃ ^2-+3S↓+4Cl^-+3H₂O；取適量上層清液于試管中，滴加足量Ba（NO₃）₂溶液（或氫氧化鋇、氯化鋇溶液），過濾．

點(diǎn)評(píng) 本題考查二氯化二硫的制備，側(cè)重考查題干信息的應(yīng)用分析，把握流程中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為解答的關(guān)鍵，注意掌握化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作方法，需要學(xué)生具備一定的理論分析能力和計(jì)算解決問題的能力，題目難度中等．