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11.某学习小组推测SO2能与强氧化剂Cl2反应生成SO2Cl2,为此进行探究.
【查阅资料】:SO2Cl2名称是氯化硫酰,常温下是无色液体,极易水解,遇潮湿空气会产生白雾.
【讨论】
(1)SO2Cl2中S元素的化合价是+6.
(2)实验中制取的SO2和Cl2在混合前都必须提纯和干燥.
【实验探究】
(1)实验中制得了干燥纯净的SO2和Cl2
(2)按如图收集满Cl2后,再通入SO2,集气瓶中立即有无色液体产生,充分反应后,将无色液体和剩余气体分离,分别对无色液体和剩余气体进行如下探究.
Ⅰ.探究反应产物.
向所得无色液体中加入水,立即产生白雾,振荡,静置,得无色溶液.经检验:该无色溶液中的阴离子(除OH-外)只有SO42-、Cl-.证明无色液体为SO2Cl2
(1)SO2Cl2与水反应的化学方程式是SO2Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl.
(2)验证无色溶液中含有Cl-的方法是取少量无色溶液放入试管中,加入Ba(NO32溶液至不再生沉淀为止,静置.取出上层清液,加入AgNO3溶液,有白色沉淀生成,可知无色溶液中含有Cl-
Ⅱ.探究反应进行的程度.
用NaOH溶液吸收分离出的气体,用稀盐酸酸化后,再加入BaCl2溶液,立即产生白色沉淀.证明SO2与Cl2的反应是可逆反应.阐述证明SO2与Cl2是可逆反应的理由由实验中产生的白色沉淀是BaSO4而不是BaSO3,说明用NaOH溶液吸收剩余气体时SO2被Cl2氧化,即剩余气体中必然存在含有SO2和Cl2,因此SO2与Cl2生成SO2Cl2的反应是可逆反应.
【质疑】有同学提出:选修四教材习题中介绍SOCl2(亚硫酰氯)常温下是无色液体,极易水解,遇潮湿空气也会产生白雾.SO2与Cl2 反应若还能生成SOCl2则无法证明生成的是SOCl2.SOCl2与水反应的化学方程式是SOCl2+H2O=SO2+2HCl.小组讨论后认为不会生成SOCl2,理由是SO2 与SOCl2中硫元素均为+4价,SO2与Cl2反应不会生成SOCl2

分析 【讨论】该化合物中O元素化合价为-2价、Cl元素化合价为-1价,根据化合物中各元素化合价的代数和为0确定S元素化合价;
Ⅰ.探究反应产物:
(1)SO2Cl2和H2O反应产生白雾,经检验:该无色溶液中的阴离子(除OH-外)只有SO42-、Cl-,说明生成HCl和硫酸,根据反应物和生成物书写方程式;
(2)用硝酸酸化的硝酸银溶液检验氯离子;
Ⅱ.探究反应进行的程度.
亚硫酸的酸性小于盐酸,亚硫酸盐和盐酸酸化的氯化钡不反应,硫酸根离子和盐酸酸化的氯化钡反应生成硫酸钡白色沉淀;
【质疑】SOCl2遇水产生白雾,说明生成HCl,Cl元素化合价不变,则S元素化合价不变,所以同时生成二氧化硫;根据反应物和生成物书写方程式.

解答 解:【讨论】该化合物中O元素化合价为-2价、Cl元素化合价为-1价,根据化合物中各元素化合价的代数和为0知,S元素化合价=0-(-2)×2-(-1)×2=+6,
故答案为:+6;
Ⅰ.探究反应产物:
(1)SO2Cl2和H2O反应产生白雾,经检验:该无色溶液中的阴离子(除OH-外)只有SO42-、Cl-,说明生成HCl和硫酸,根据反应物和生成物书写方程式为SO2Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl,故答案为:SO2Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl;
(2)用硝酸酸化的硝酸银溶液检验氯离子,其检验方法是:取少量无色溶液放入试管中,加入Ba(NO32溶液至不再生沉淀为止,静置.取出上层清液,加入AgNO3溶液,有白色沉淀生成,可知无色溶液中含有Cl-
故答案为:取少量无色溶液放入试管中,加入Ba(NO32溶液至不再生沉淀为止,静置.取出上层清液,加入AgNO3溶液,有白色沉淀生成,可知无色溶液中含有Cl-
Ⅱ.探究反应进行的程度.
亚硫酸的酸性小于盐酸,亚硫酸盐和盐酸酸化的氯化钡不反应,硫酸根离子和盐酸酸化的氯化钡反应生成硫酸钡白色沉淀,用NaOH吸收的气体溶液中加入盐酸酸化的氯化钡溶液产生白色沉淀,说明剩余气体时SO2被Cl2氧化,即剩余气体中必然存在含有SO2和Cl2,因此SO2与Cl2生成SO2Cl2的反应是可逆反应,
故答案为:由实验中产生的白色沉淀是BaSO4而不是BaSO3,说明用NaOH溶液吸收剩余气体时SO2被Cl2氧化,即剩余气体中必然存在含有SO2和Cl2,因此SO2与Cl2生成SO2Cl2的反应是可逆反应;
【质疑】SOCl2遇水产生白雾,说明生成HCl,Cl元素化合价不变,则S元素化合价不变,所以同时生成二氧化硫,反应方程式为SOCl2+H2O=SO2+2HCl;
SO2 与SOCl2中硫元素均为+4价,SO2与Cl2反应如果生成SOCl2,Cl元素化合价降低、S元素化合价不变,不符合氧化还原反应特点,所以不会生成SOCl2
故答案为:SOCl2+H2O=SO2+2HCl;SO2 与SOCl2中硫元素均为+4价,SO2与Cl2反应不会生成SOCl2

点评 本题考查性质实验方案评价,为高频考点,涉及化合价的判断、离子检验、氧化还原反应等知识点,侧重考查学生知识运用能力、获取信息利用信息解答问题能力,熟悉基本理论、元素化合物性质是解本题关键,难点是证明SO2与Cl2是可逆反应的理由,题目难度中等.

练习册系列答案
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(1)利用如图所示装置可间接证明二氧化碳与烧碱溶液发生了反应:将A与B连接,打开止水夹,将胶头滴管中的液体挤入烧瓶,此时的实验现象是水沿导管由广口瓶进入烧瓶(或:水倒吸进入烧瓶),反应的离子方程式是2OH-+CO2=CO32-+H2O(或OH-+CO2=HCO3-).
(2)向100mL2mol/L的NaOH 溶液中通入一定量CO2,充分反应后将溶液在一定条件下蒸发结晶,得到少量的白色固体.试设计实验确认该白色固体的成分.
①提出合理假设.
假设1:该白色固体为NaOH和Na2CO3
假设2:该白色固体为只有Na2CO3
假设3:该白色固体为只有NaHCO3
假设4:该白色固体为Na2CO3 和NaHCO3
②基于假设4,设计实验方案进行实验证明固体的成分是Na2CO3 和NaHCO3.请在答题卡上写出实验步骤及预期现象和结论.(步骤可不填满也可增加)
限选实验试剂及仪器:1moL•L-1HCl溶液、1mol•L-1 MgCl2溶液、0.5mol•L-1BaCl2溶液、1mol•L-1 Ba(OH)2溶液、甲基橙试液、酚酞试液、试管、胶头滴管、过滤装置.
实验步骤预期现象和结论
步骤1:
步骤2:

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(2)猜想:①甲同学认为氧化性:Fe3+>Br2,故上述实验现象不是发生氧化还原反应所致,则溶液呈黄色是含Br2(填化学式)所致.
②乙同学认为氧化性:Br2>Fe3+,故上述实验现象是发生氧化还原反应所致,则溶液呈黄色是含Fe3+(填离子符号)所致.
(3)设计实验并验证:丙同学为验证乙同学的观点,利用下列提供的试剂,设计出一种方案进行了实验,并通过观察现象,得出乙同学的观点正确.供选用的试剂:酚酞、CCl4、无水酒精、KSCN溶液、蒸馏水等.请你写出丙同学选用的试剂是KSCN溶液,实验中观察到的现象是溶液显红色.
(4)结论:氧化性:Br2>Fe3+在足量的稀氯化亚铁溶液中,加入1~2滴溴水,溶液呈黄色所发生反应的离子方程式是2Fe2++Br2=2Fe3++2Br-
(5)实验后的思考:根据上述实验推测,若在溴化亚铁溶液中通入氯气,首先被氧化的离子是Fe2+(填离子符号).

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19.在一定温度下,反应:2A(g)+2B(g)?C(g)+D(g)在恒容容器中进行,不能说明该反应已经达到平衡的是(  )
A.A的物质的量浓度不再改变
B.混合气的密度不再随时间而变化
C.容器内的压强不随时间而变化
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6.相同浓度的下列溶液中,酸性最强的是(  )
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16.X、Y是相邻周期、相邻主族的短周期元素,且原子序数X>Y.
完成下列填空:
I.若X为金属元素,Y为非金属元素,Y2H4是一种重要有机化工原料.
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Ⅱ.若X、Y元素的最高价氧化物的水化物都是强酸.
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(3)上述反应式中的G不可能是b(选填编号).
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3.下列产品或材料属于复合材料的是(  )
①玻璃钢    
②采用碳纤维增强复合材料制的钓鱼竿  
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