内容正文:
项目价值
活动目标
一氯化硫(S2Cl2)广泛用于冶金、石油、橡胶、生物化学和化工领域。可用于合成植物生长激素、除草剂、橡胶硫化剂、油料添加剂等,也是合成氯乙酸等有机反应的氯化剂。以一氯化硫为情境素材实现了在同一项目下,让学生熟悉不同类型的试题,领略素材不同的呈现方式,见识不同角度的设问方式,探索多样化的解题思路及思维方法。
活动项目一:侧重实验操作的制备型实验
通过对装置连接顺序的考查,帮助学生建立“气体发生→除杂→干燥→物质制备→产物收集→尾气吸收”的仪器连接认知模型。
活动项目二:侧重实验方法发散的定量型实验
通过设计对照实验,培养学生排除干扰、控制变量的科学方法。在利用关系式计算纯度过程中,渗透“证据推理”和“元素守恒”思想的建构。
活动项目三:侧重考查创新能力的探究型实验
引导学生掌握“发现问题→提出猜想→设计实验→收集证据→形成结论”等科学探究步骤。
活动项目(一) 侧重实验操作的制备型实验
设计意图:以物质制备的基本过程为主线创设问题情境,在气体制备、分离提纯、条件控制、产物分析等操作过程中设计问题,从试剂、反应、仪器、操作等层面考查学生的化学实验基础知识,以及获取信息、应用信息、分析问题与解决问题的能力。
一氯化硫(S2Cl2)是一种金黄色液体(沸点138 ℃),是重要的有机化工原料,用于合成植物生长激素、除草剂、橡胶硫化剂等。已知S2Cl2能被Cl2氧化为SCl2(沸点59 ℃),遇水分解生成S、SO2和HCl,热稳定性较差。实验室采用下述装置模拟工业生产,把氯气通入熔融硫黄制备S2Cl2(夹持、加热仪器略)。
1.组装仪器,应先进行什么操作,然后再加入试剂,写出装置接口从左到右的顺序。
提示:检查装置气密性;ahifgbcjkde。
2.观察到B或F中有什么现象时,可证明有 S2Cl2生成。实验中并未观察到该现象,经检测产物中混有较多SCl2,写出能提高产品纯度及产率的措施。
提示:装置中有金黄色液体生成;调节A中分液漏斗旋塞,控制液体滴加速率或不时打开K1通入适量N2(其他合理答案也可)。
3.若拆除装置D,对产物会造成什么影响(写出化学方程式)。为了进一步提纯,最终所得粗产品还需经过什么操作。
提示:2S2Cl2+2H2O===3S↓+SO2↑+4HCl;蒸馏。
[类题迁移]
氯化铬(CrCl3)是重要的铬盐,某实验小组利用如图所示装置在实验室制备CrCl3(夹持装置略去)。已知:CrCl3微溶于水、易潮解;铬粉在空气中灼烧生成Cr2O3,与盐酸反应生成氯化亚铬(CrCl2)。
请回答下列问题:
(1)装置A中橡胶管的作用为______________。
(2)装置C中的试剂X是________________。
(3)装置E的作用为_________________________、____________________________。
(4)按照气流由左到右的方向,上述装置接口合理的连接顺序为a→__________________(填标号)。
解析:实验目的是制备CrCl3,反应原理为2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,3Cl2+2Cr高温,2CrCl3。(1)由实验装置图可知,装置A中高锰酸钾固体与浓盐酸反应制备氯气,装置A中橡胶管的作用为平衡压强,便于分液漏斗中的浓盐酸顺利滴下。(2)浓盐酸具有挥发性,故制得的氯气中混有氯化氢气体和水蒸气。由已知信息可知,盐酸会与铬反应生成氯化亚铬,则装置C的作用是除去氯化氢气体,则试剂X为饱和食盐水。装置D中盛有的浓硫酸用于干燥氯气,防止生成的CrCl3潮解。装置B中氯气与铬粉共热制备氯化铬。(3)因为CrCl3易潮解,且尾气中有未反应完的氯气,所以装置E既可以吸收空气中的水蒸气,防止水蒸气进入装置B中导致氯化铬潮解,又可以吸收未反应的氯气,防止污染空气。(4)由实验流程分析可知,按照气流由左到右的方向,装置的连接顺序为ACDBE,接口的连接顺序为a→d→e→f→g→b(或c)→c(或b)→h→i。
答案:(1)平衡压强,便于浓盐酸顺利滴下
(2)饱和食盐水 (3)吸收空气中的水蒸气,防止水蒸气进入装置B中导致氯化铬潮解 吸收未反应的氯气,防止污染空气 (4)d→e→f→g→b(或c)→c(或b)→h→i
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