Question

【題目】“共生系統(tǒng)”能很大程度上提高經(jīng)濟(jì)效益。研究硫酸工業(yè)尾氣的“共生系統(tǒng)”具有重要意義。回答下列問(wèn)題：

(1)工業(yè)上，將Na2CO3和Na2S以合適的物質(zhì)的量比配成溶液，吸收富集的SO2，可制取重要的化工原料Na2S2O3，同時(shí)放出CO2。該反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________。

(2)工業(yè)上，將富含SO2的工業(yè)尾氣降溫液化，收集液態(tài)SO2。用液態(tài)SO2、硫磺(用S表示)、液氯為原料，在200℃～250℃活性炭催化條件下合成氯化劑SOCl2。該反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為________________。

(3)SOCl2分子的空間構(gòu)型為______________。下列關(guān)于O、S、Se三種同主族元素的敘述正確的是____________(填序號(hào))。

a．沸點(diǎn)：H2O>H2S>H2Se

b．H2O分子中H—O—H鍵的鍵角小于H2S分子中H—S—H鍵的鍵角

c．熱穩(wěn)定性H2O>H2S>H2Se

d．CS2是一種直線型分子，分子中C、S原子都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)

(4)氯化亞砜(SOCl2，易揮發(fā)液體，易水解)常用作脫水劑。ZnCl2·xH2O制取無(wú)水ZnCl2流程如圖所示：

①利用SOCl2和ZnCl2·xH2O混合加熱可制得無(wú)水ZnCl2的原因是_________________________________(用化學(xué)方程式和必要的文字解釋)。

②甲同學(xué)認(rèn)為SOCl2也可用于FeCl3·6H2O制取無(wú)水FeCl3，但乙同學(xué)認(rèn)為該過(guò)程會(huì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)。要驗(yàn)證乙同學(xué)觀點(diǎn)是否正確，可選擇下列試劑中的___________(填序號(hào))。

a．K3[Fe(CN)6]溶液 b．BaCl2溶液和稀鹽酸

c．AgNO3溶液和稀硝酸 d．酸性KMnO4溶液

Answer 1

【答案】Na2CO3+2Na2S+4SO2= 3Na2S2O3+CO2 2:1 三角錐形 cd SOCl2易水解，發(fā)生反應(yīng)SOCl2+H2O= SO2↑+2HCl↑或xSOCl2+ZnCl2·xH2O+H2O= ZnCl2 +xSO2↑+2xHCl↑，生成的HCl抑制Zn2+水解，故可制得無(wú)水ZnCl2 ad

【解析】

(1) 根據(jù)題意可知，SO2和Na2S發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成Na2S2O3；

(2) Cl2為氧化劑，S為還原劑根據(jù)化合價(jià)升降法確定系數(shù)；

(3) SOCl2分子中S為中心原子，為sp3雜化；根據(jù)同族元素原子的結(jié)構(gòu)及其性質(zhì)的遞變性進(jìn)行分析。

(4) ①已知SOCl2易水解，可與ZnCl2·xH2O提供的水反應(yīng)發(fā)生SOCl2+H2O= SO2+2HCl，且生成的HCl能夠抑制鋅離子的水解，導(dǎo)致ZnCl2·xH2O失去水，從而得到無(wú)水ZnCl2；

②若乙同學(xué)觀點(diǎn)正確，則生成的氯化鐵固體中含有氯化亞鐵雜質(zhì)，可將少量固體溶于稀鹽酸中，加入K3[Fe(CN)6]溶液顯藍(lán)色或滴加酸性KMnO4溶液，紫色褪去即可。

(1) 根據(jù)題意可知，SO2和Na2S發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成Na2S2O3，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na2CO3+2Na2S+4SO2= 3Na2S2O3+CO2；

(2) 以SO2、S、Cl2為原料制取SOCl2中，Cl2為氧化劑，化合價(jià)由0價(jià)變?yōu)?/span>-1，S為還原劑，化合價(jià)由0價(jià)變?yōu)?/span>+4，而SO2的化合價(jià)未變，則化合價(jià)改變值的最小公倍數(shù)為4，則的系數(shù)為2，S的系數(shù)為1，氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為2：1；

(3) SOCl2分子中S為中心原子，共3條鍵，有1對(duì)孤電子對(duì)，為sp3雜化，則為三角錐形；

a．H2O間存在氫鍵，分子間的作用力增大，沸點(diǎn)較高，而H2S、H2Se分子間無(wú)氫鍵，沸點(diǎn)與分子量有關(guān)，分子量越大，分子間的作用力越強(qiáng)，沸點(diǎn)越高，則沸點(diǎn)：H2O>H2Se >H2S，a錯(cuò)誤；

b．O原子半徑小于S，導(dǎo)致電子對(duì)與原子核距離變小，則H2O分子中H、O間的成鍵電子對(duì)間的斥力變大，H—O—H鍵的鍵角大于H2S分子中H—S—H鍵的鍵角，b錯(cuò)誤；

c．O、S、Se三種同主族元素，非金屬性越強(qiáng)，則熱穩(wěn)定性越高，則熱穩(wěn)定性H2O>H2S>H2Se，c正確；

d．CS2是一種直線型分子，中心原子為sp雜化，分子中C、S原子間形成C=S鍵，則都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，d正確；

答案為cd；

(4) ①已知SOCl2易水解，可與ZnCl2·xH2O提供的水反應(yīng)發(fā)生SOCl2+H2O= SO2+2HCl，且生成的HCl能夠抑制鋅離子的水解，導(dǎo)致ZnCl2·xH2O失去水，從而得到無(wú)水ZnCl2；

②若乙同學(xué)觀點(diǎn)正確，則生成的氯化鐵固體中含有氯化亞鐵雜質(zhì)，可將少量固體溶于稀鹽酸中，加入K3[Fe(CN)6]溶液顯藍(lán)色或滴加酸性KMnO4溶液，紫色褪去即可，綜上所述，答案為ad。