Question

20．SOCl₂是一種重要的化學(xué)試劑，常用作有機(jī)合成的氯化劑；利用SOCl₂與水劇烈反應(yīng)的性質(zhì)，常用于金屬水合氯化物的脫水劑；SOCl₂還可作電池的正極材料．
Ⅰ．一種制備SOCl₂的常用方法是：SO₃+SCl₂=SOCl₂+SO₂，其模擬裝置如圖所示（夾持裝置略去），各物質(zhì)的部分性質(zhì)如下：

	SO3	SCl2	SOCl2	SO2
熔點	16.8℃	-122℃	-104.5℃	-75.5℃
沸點	44.8℃	59℃	76℃	-10℃
顏色	無色	櫻桃紅色	無色	無色
備注		不穩(wěn)定	不穩(wěn)定，沸點以上分解

（1）A裝置是由水槽、溫度計、蒸餾燒瓶和分液漏斗組裝而成的，當(dāng)蒸餾燒瓶中反應(yīng)物出現(xiàn)
櫻桃紅色變?yōu)闊o色現(xiàn)象時，說明反應(yīng)完成，停止滴加SO₃．
（2）B中所盛藥品是濃硫酸，裝置C中藥品及選擇該藥品的作用分別是氫氧化鈉、吸收尾氣．
（3）反應(yīng)后將A中混合物進(jìn)行蒸餾，收集到較純凈的產(chǎn)品，需控制蒸餾溫度在C左右．
a.44.8℃b.59℃c.76℃
Ⅱ．Li-SOCl₂電池是一種優(yōu)質(zhì)高效的電池，常放在心臟起搏器中，電池的總反應(yīng)可表示為4Li+2SOCl₂=4LiCl+S+SO₂，回答下列問題：
（4）電池正極發(fā)生的電極反應(yīng)為2SOCl₂+4Li⁺+4e^-=4LiCl+S+SO₂．
（5）該電池必須在惰性環(huán)境中組裝，原因是鋰是活潑金屬，易與H₂O、O₂反應(yīng)；SOCl₂也可與水反應(yīng)．
（6）若含金屬鋰6.9g的電池質(zhì)量為m g，平均電壓為n V，則該電池的比能量為$\frac{2.68×1{0}^{4}n}{m}$W•h•kg^-1（用含有m、n的代數(shù)式，系數(shù)用科學(xué)計數(shù)法表示，結(jié)果保留三個有效數(shù)字：比能量=$\frac{電池輸出電能}{電池質(zhì)量}$，1W•h=3.6×10³J，法拉第常數(shù)F=96500c•mol^-1）．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）根據(jù)A裝置中各儀器的特征以及常見儀器的名稱進(jìn)行解答；根據(jù)制備SOCl₂的常用方法是：SO₃+SCl₂=SOCl₂+SO₂，以及反應(yīng)物生成物的顏色分析反應(yīng)完成時的特征；
（2）SOCl₂與水劇烈反應(yīng)，B中所盛藥品是干燥劑，裝置C需除去尾氣二氧化硫，需用堿液吸收；
（3）根據(jù)SOCl₂的沸點分析所需的溫度；
Ⅱ．（4）Li失電子為負(fù)極，SOCl₂為正極；
（5）根據(jù)鋰的活潑性以及SOCl₂的性質(zhì)分析；
（6）6.9g金屬鋰為1mol，完全反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子為1mol，根據(jù)W=UIt=UQ=nQ，Q=F×轉(zhuǎn)移電子數(shù)，比能量=$\frac{電池輸出電能}{電池質(zhì)量}$計算．

解答 解：Ⅰ．（1）A裝置中未知名稱的儀器具有球形特征的漏斗，帶有玻璃活塞，為分液漏斗，制備SOCl₂的常用方法是：SO₃+SCl₂=SOCl₂+SO₂，SO₃、SO₂，都為無色氣體，而SCl₂，為櫻桃紅色的液體，所以當(dāng)蒸餾燒瓶中反應(yīng)物出現(xiàn)櫻桃紅色變?yōu)闊o色現(xiàn)象時，說明反應(yīng)完成，停止滴加SO₃，
故答案為：分液漏斗；櫻桃紅色變?yōu)闊o色；
（2）SOCl₂具有與水劇烈反應(yīng)的性質(zhì)，該反應(yīng)的副產(chǎn)物為二氧化硫，為大氣污染物，需用堿液吸收，為防止尾氣處理裝置中的水進(jìn)入A裝置，需用濃硫酸進(jìn)行干燥，
故答案為：濃硫酸；氫氧化鈉、吸收尾氣；
（3）SOCl₂的沸點為76℃，所以反應(yīng)后將A中混合物進(jìn)行蒸餾，收集到較純凈的產(chǎn)品，需控制蒸餾溫度在76℃，
故答案為：C；
Ⅱ．（4）Li失電子為負(fù)極，SOCl₂為正極，正極上SOCl₂得電子發(fā)生還原反應(yīng)，根據(jù)反應(yīng)方程式知，SOCl₂得電子生成LiCl、S、SO₂，其正極的電極方程式為：2SOCl₂+4Li⁺+4e^-=4LiCl+S+SO₂；
故答案為：2SOCl₂+4Li⁺+4e^-=4LiCl+S+SO₂；
（5）鋰和鈉是同一主族的元素，性質(zhì)具有相似性，鈉和空氣中的氧氣、水蒸氣反應(yīng)，所以鋰和空氣中的氧氣、水蒸氣也能反應(yīng)；SOCl₂也可與水反應(yīng)，所以組裝該電池必須在無水、無氧的條件下進(jìn)行．
故答案為：鋰是活潑金屬，易與H₂O、O₂反應(yīng)；SOCl₂也可與水反應(yīng)；
（6）6.9g金屬鋰為1mol，完全反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子為1mol，W=UIt=UQ=nQ，Q=F×轉(zhuǎn)移電子數(shù)，比能量=$\frac{電池輸出電能}{電池質(zhì)量}$=$\frac{F×n}{m×1{0}^{-3}×3.6×1{0}^{3}}$=$\frac{2.68×1{0}^{4}n}{m}$W•h•kg^-1；
故答案為：$\frac{2.68×1{0}^{4}n}{m}$．

點評 本題考查了SOCl₂的制備、新型化學(xué)電源等知識，題目難度中等，注意把握題干中的信息以及原電池的正負(fù)判斷極和電極方程式的書寫方法，側(cè)重于考查學(xué)生的分析能力和計算能力．