Question

【題目】磺酰氯（SO2Cl2）是一種有機氯化劑，也是鋰電池正極活性物質(zhì)。已知磺酰氯是一種無色液體，熔點-54.1℃，沸點69.1℃，遇水發(fā)生劇烈水解。

（1）已知：SO2(g) +Cl2(g)+ SCl2(g)2SOCl2(g) △H=a kJ·mol-1

SO2Cl2(g)+ SCl2(g)2SOCl2(g) △H=b kJ·mol-1

則反應(yīng)：SO2(g) + Cl2(g)SO2Cl2(g) △H =______kJ·mol－1（用含a、b的代數(shù)式表示）；該反應(yīng)平衡常數(shù)表達(dá)式為K =______。

（2）磺酰氯可與白磷發(fā)生反應(yīng)為：P4+ 10SO2Cl2= 4PCl5+ 10SO2↑，若生成1molSO2，則轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為_____mol。

（3）某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)依據(jù)反應(yīng)：SO2(g)+ Cl2(g)SO2Cl2(g) △H ＜0，設(shè)計的制備磺酰氯裝置如圖。

①若用濃鹽酸與二氧化錳為原料制取Cl2，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____。

②上圖所示的裝置說法正確的是_____（不定項選擇）。

a.A、E處洗氣瓶中盛放的可能分別是飽和食鹽水和飽和Na2SO3溶液

b.B處反應(yīng)管內(nèi)五球中玻璃棉上的活性炭作催化劑

c.B處反應(yīng)管冷卻水應(yīng)從m接口通入

d.裝置C處吸濾瓶應(yīng)放在冰水中冷卻

e.D處U形管中盛放的可能是堿石灰

③從化學(xué)平衡移動角度分析，反應(yīng)管通水冷卻的目的為______。

（4）GET公司開發(fā)的Li-SO2Cl2軍用電池，其示意圖如圖所示，

已知電池反應(yīng)為：2Li + SO2Cl2=" 2LiCl" + SO2↑；則電池工作時，正極的電極反應(yīng)式為_______。

Answer 1

【答案】a－b c(SO2Cl2)/[c(SO2)·c(Cl2)] 2 MnO2+4HCl(濃)MnCl2+ Cl2↑ +2H2O bde 冷凝、降溫均有利于SO2Cl2生成 SO2Cl2+ 2e－ = 2Cl－+ SO2↑

【解析】

試題（1）反應(yīng)①SO2(g) +Cl2(g)+ SCl2(g)2SOCl2(g)減去反應(yīng)②SO2Cl2(g)+ SCl2(g)2SOCl2(g)可得：SO2(g) + Cl2(g)SO2Cl2(g)，根據(jù)蓋斯定律可得△H =△H 1—△H2=（a－b）kl/mol；根據(jù)平衡常數(shù)的概念可得K= c(SO2Cl2)/[c(SO2)·c(Cl2)]。

（2）SO2Cl2中S元素的化合價為+6，SO2中S元素的化合價為+4，所以SO2Cl2轉(zhuǎn)化為SO2，化合價降低2價，則SO2與電子轉(zhuǎn)移的對應(yīng)關(guān)系為：SO2～ 2e，所以生成1molSO2，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為2mol。

（3）①MnO2與濃鹽酸加熱生成MnCl2、Cl2、H2O，化學(xué)方程式為：MnO2+4HCl(濃)MnCl2+ Cl2↑ +2H2O。

②a、因為磺酰氯遇水發(fā)生劇烈水解，所以A、E兩處洗氣瓶的作用是干燥SO2、Cl2，盛放的干燥劑為濃硫酸，故a錯誤；b、B處反應(yīng)管內(nèi)五球中玻璃棉上的活性炭對氯氣與二氧化硫的反應(yīng)起到催化作用，故b正確；c、為了使氣體充分冷卻，B處反應(yīng)管冷卻水應(yīng)從低處進(jìn)高處出，即冷卻水應(yīng)從n接口通入，故c錯誤；d、SO2(g)+ Cl2(g)SO2Cl2(g) △H ＜0，為放熱反應(yīng)，所以裝置C處吸濾瓶放在冰水中冷卻，降低溫度，促進(jìn)平衡向正反應(yīng)方向移動，提高產(chǎn)物的產(chǎn)率，故d正確；e、因為磺酰氯遇水發(fā)生劇烈水解，所以D處盛放的是固體干燥劑，可能是堿石灰，故e正確。

③因為SO2(g)+ Cl2(g)SO2Cl2(g) △H ＜0，為放熱反應(yīng)，所以反應(yīng)管通水冷卻能促使平衡向正反應(yīng)方向移動，有利于SO2Cl2生成。

（4）電池工作時，正極上SO2Cl2發(fā)生得電子的反應(yīng)，所以電極方程式為：SO2Cl2+ 2e－ = 2Cl－+ SO2↑。