Question

（15分）
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     。
Ⅱ．用二氧化錳和濃鹽酸制氯氣的化學方程式是     。
Ⅲ．在收集氯氣前，應依次通過盛有飽和食鹽水和     的洗氣瓶。
Ⅳ．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。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     。
② 檢驗該溶液中Cl^－的方法是     。
（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     。
② 寫出SO₂與Cl₂反應的化學方程式，并闡述理由______。

Answer 1

（15分）
I．+6價（2分）；
II．MnO₂＋4HCl（濃） MnCl₂＋Cl₂↑＋2H₂O（2分）；
Ⅲ．濃硫酸（2分）；
Ⅳ．（1）① SO₂Cl₂＋2H₂O＝H₂SO₄＋2HCl （2分）。
② 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分）；
（2）① BaSO₄（2分）； 
② SO₂＋Cl₂   SO₂Cl₂
由于白色沉淀是BaSO₄，所以反應后的混合氣體中必然存在SO₂和Cl₂兩種氣體。因此SO₂和Cl₂生成SO₂Cl₂的反應為可逆反應。（3分）

解析試題分析：I．SO₂能被Cl₂氧化生成SO₂Cl₂則氯元素的化合價是-1價，O一般表現為-2價，所以S的化合價是+6價；
II．實驗室制取氯氣的化學方程式為MnO₂＋4HCl（濃） MnCl₂＋Cl₂↑＋2H₂O；
Ⅲ．SO₂Cl₂極易水解，遇潮濕空氣會產生白霧，所以氯氣必須是干燥的，因此在收集氯氣前，應依次通過盛有飽和食鹽水和濃硫酸的洗氣瓶。
Ⅳ．（1）①根據元素的化合價，判斷SO₂Cl₂水解的產物是硫酸和氯化氫，化學方程式為 ：SO₂Cl₂＋2H₂O＝H₂SO₄＋2HCl ；
②檢驗該溶液中Cl^－的方法是：因為溶液中有硫酸存在，所以檢驗氯離子前應除去硫酸根離子，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）①若尾氣中只含二氧化硫，被氫氧化鈉吸收后滴加鹽酸再滴加BaCl₂溶液，不會產生白色沉淀。只含氯氣也不會產生白色沉淀，所以尾氣中有氯氣和二氧化硫氣體，白色沉淀是BaSO₄
②SO₂＋Cl₂  SO₂Cl₂，由上面的分析可知反應后的混合氣體中必然存在SO₂和Cl₂兩種氣體，若該反應不是可逆反應，則不可能2種反應物同時有剩余，所以SO₂和Cl₂生成SO₂Cl₂的反應為可逆反應。
考點：考查氯氣的實驗室制法，化學方程式的判斷與書寫，試劑的選擇，離子的檢驗，對實驗現象的分析能力