Question

4．S₂Cl₂是工业上常用的硫化剂，实验室制备S₂Cl₂的反应原理有两种：
①CS₂+3Cl₂$\frac{\underline{\;95～100℃\;}}{\;}$CCl₄+S₂Cl₂；
②2S+Cl₂$\frac{\underline{\;111～140℃\;}}{\;}$S₂Cl₂．
已知：S₂Cl₂易与水反应，S₂Cl₂+Cl₂$\stackrel{△}{?}$2SCl₂．
下列是几种物质的熔沸点和反应装置图

物质	沸点/℃	熔点/℃
S	445	113
CS2	47	-109
CCl4	77	-23
S2Cl2	137	-77

（1）利用如图装置（部分夹持仪器已略去）来制备S₂Cl₂，反应原理是①（填写以上两种反应原理的数字序号）．
（2）若装置C更换成干燥管，则装置C中可选用的固体试剂是无水氯化钙或五氧化二磷．
（3）D装置中冷凝管的作用是冷凝回流、导气；反应结束后，将D装置锥形瓶内的混合物中分离出产物的方法是蒸馏．
（4）S₂Cl₂与足量水反应有黄色沉淀生成，产生的无色气体能使品红溶液褪色，则该反应的化学方程式为2S₂Cl₂+2H₂O═3S↓+SO₂↑+4HCl↑．
（5）为了提高制得的产品S₂Cl₂的纯度，关键的操作是控制好温度和控制浓盐酸的滴速不能太快．
（6）图中尾部装置不够完善，存在的问题是在D和E之间增加干燥装置，同时尾气吸收要防倒吸．

Answer 1

分析 根据题意可知，该实验的原理为在A装置中用浓盐酸与二氧化锰加热制氯气，氯气中有氯化氢、水蒸气等杂质，所以B装置中用饱和食盐水除去氯化氢，C装置中装有浓硫酸干燥，得到较纯净的氯气，在D装置中根据反应条件，用水浴加热，可知该反应是锥形瓶中放置二硫化碳，用的是题中信息①的反应，锥形瓶上方的冷凝管对反应混合物进行冷凝回流，多余的氯气用氢氧化钠吸收，氢氧化钠溶液中的水份有可能对D装置的反应有影响，所以应在D、E之间再加一个干燥装置，同时要注意防倒吸，
（1）分析制备反应装置图，再根据两个反应条件和物质沸点分析，反应①符合装置的要求；
（2）根据上面的分析可知，C的作用是干燥氯气；
（3）反应物CS₂也易挥发，所以D装置中冷凝管的作用是冷凝回流，同时起到导气的作用； 锥形瓶内的混合物中分离出产物的方法可以依据物质沸点不同判断分离方法；
（4）依据现象分析判断产物，根据氧化还原反应的元素化合价变化守恒和原子守恒写出化学方程式；
（5）为了提高制得的产品S₂Cl₂的纯度，反应速率不能太快，可以通过控制反应温度和反应物通入的量来控制反应速率；
（6）由信息可知S₂Cl₂遇水水解，E中氢氧化钠溶液中水蒸气易挥发进入D中．

解答 解：根据题意可知，该实验的原理为在A装置中用浓盐酸与二氧化锰加热制氯气，氯气中有氯化氢、水蒸气等杂质，所以B装置中用饱和食盐水除去氯化氢，C装置中装有浓硫酸干燥，得到较纯净的氯气，在D装置中根据反应条件，用水浴加热，可知该反应是锥形瓶中放置二硫化碳，用的是题中信息①的反应，锥形瓶上方的冷凝管对反应混合物进行冷凝回流，多余的氯气用氢氧化钠吸收，氢氧化钠溶液中的水份有可能对D装置的反应有影响，所以应在D、E之间再加一个干燥装置，同时要注意防倒吸，
（1）分析制备反应装置图图，再根据两个反应条件和物质沸点分析，反应①符合装置的要求；，
故答案为：①；
（2）根据上面的分析可知，C的作用是干燥氯气，所以可以用无水氯化钙或五氧化二磷代替浓硫酸，
故答案为：无水氯化钙或五氧化二磷；
（3）反应物CS₂也易挥发，所以D装置中冷凝管的作用是冷凝回流，同时起到导气的作用； 反应生成CCl₄和S₂Cl₂，得到混溶在一起的混合物； 依据四氯化碳和S₂Cl₂ 的沸点不同控制沸点分离，
故答案为：冷凝回流、导气；蒸馏；
（4）S₂Cl₂与水反应，有无色刺激性气味气体产生，并有黄色沉淀生成，无色刺激性气味气体除氯化氢外，依据氧化还原反应的元素化合价变化守恒推断，化合价降低的生成黄色沉淀为单质硫，化合价升高的生成二氧化硫气体，依据原子守恒、电子守恒写出化学方程式为：2S₂Cl₂+2H₂O═3S↓+SO₂↑+4HCl↑，
故答案为：2S₂Cl₂+2H₂O═3S↓+SO₂↑+4HCl↑；
（5）微热的情况下S₂Cl₂能被过量Cl₂氧化，为了提高产品S₂Cl₂的纯度，通入氯气的速率不能过快，所以实验操作的关键是控制好温度和控制浓盐酸的滴速不能太快，
故答案为：控制浓盐酸的滴速不能太快；
（6）D收集产品，E中氢氧化钠溶液中水蒸气易挥发，进入D中，易使S₂Cl₂水解，所以在D和E之间增加干燥装置，同时尾气吸收要防倒吸，
故答案为：在D和E之间增加干燥装置，同时尾气吸收要防倒吸．

点评 本题考查了氯气实验室制备方法、混合物分离的方法判断、杂质气体除杂的装置选择和试剂选择、题干信息的应用分析、化学方程式书写方法等，题目难度中等．