Question

（15分）
某学习小组依据SO₂具有还原性，推测SO₂能被Cl₂氧化生成SO₂Cl₂。
查阅资料：SO₂Cl₂常温下为无色液体，极易水解，遇潮湿空气会产生白雾。
Ⅰ．化合物SO₂Cl₂中S元素的化合价是     。
Ⅱ．用二氧化锰和浓盐酸制氯气的化学方程式是     。
Ⅲ．在收集氯气前，应依次通过盛有饱和食盐水和     的洗气瓶。
Ⅳ．用如图所示装置收集满Cl₂，再通入SO₂，集气瓶中立即产生无色液体，
充分反应后，将液体和剩余气体分离，进行如下研究。

（1）研究反应的产物。向所得液体中加水，出现白雾，振荡、静置得到无色溶液。经检验该溶液中的阴离子（除OH^－外）只有SO₄^2－、Cl^－ ，证明无色液体是SO₂Cl₂。
① 写出SO₂Cl₂与H₂O反应的化学方程式     。
② 检验该溶液中Cl^－的方法是     。
（2）继续研究反应进行的程度。用NaOH溶液吸收分离出的气体，用稀盐酸酸化后，再滴加BaCl₂溶液，产生白色沉淀。
① 该白色沉淀的成分是     。
② 写出SO₂与Cl₂反应的化学方程式，并阐述理由______。

Answer 1

（15分）
I．+6价（2分）；
II．MnO₂＋4HCl（浓） MnCl₂＋Cl₂↑＋2H₂O（2分）；
Ⅲ．浓硫酸（2分）；
Ⅳ．（1）① SO₂Cl₂＋2H₂O＝H₂SO₄＋2HCl （2分）。
② 取少量该溶液于试管中，加入过量Ba(NO₃)₂溶液，过滤，向滤液中滴加
HNO₃酸化，再加入AgNO₃溶液，若产生白色沉淀，则说明溶液中有Cl^-（2分）；
（2）① BaSO₄（2分）； 
② SO₂＋Cl₂   SO₂Cl₂
由于白色沉淀是BaSO₄，所以反应后的混合气体中必然存在SO₂和Cl₂两种气体。因此SO₂和Cl₂生成SO₂Cl₂的反应为可逆反应。（3分）

试题分析：I．SO₂能被Cl₂氧化生成SO₂Cl₂则氯元素的化合价是-1价，O一般表现为-2价，所以S的化合价是+6价；
II．实验室制取氯气的化学方程式为MnO₂＋4HCl（浓） MnCl₂＋Cl₂↑＋2H₂O；
Ⅲ．SO₂Cl₂极易水解，遇潮湿空气会产生白雾，所以氯气必须是干燥的，因此在收集氯气前，应依次通过盛有饱和食盐水和浓硫酸的洗气瓶。
Ⅳ．（1）①根据元素的化合价，判断SO₂Cl₂水解的产物是硫酸和氯化氢，化学方程式为 ：SO₂Cl₂＋2H₂O＝H₂SO₄＋2HCl ；
②检验该溶液中Cl^－的方法是：因为溶液中有硫酸存在，所以检验氯离子前应除去硫酸根离子，取少量该溶液于试管中，加入过量Ba(NO₃)₂溶液，过滤，向滤液中滴加HNO₃酸化，再加入AgNO₃溶液，若产生白色沉淀，则说明溶液中有Cl^-；
（2）①若尾气中只含二氧化硫，被氢氧化钠吸收后滴加盐酸再滴加BaCl₂溶液，不会产生白色沉淀。只含氯气也不会产生白色沉淀，所以尾气中有氯气和二氧化硫气体，白色沉淀是BaSO₄
②SO₂＋Cl₂  SO₂Cl₂，由上面的分析可知反应后的混合气体中必然存在SO₂和Cl₂两种气体，若该反应不是可逆反应，则不可能2种反应物同时有剩余，所以SO₂和Cl₂生成SO₂Cl₂的反应为可逆反应。