Question

【題目】硫酰氯（SO2Cl）可用作有機化學的氯化劑，在藥物和燃料的制取中也有重要作用。某化學學習小組擬用干燥的氯氣和二氧化硫在活性碳催化下制取硫酰氯。SO2(g) +Cl2(g) = SO2Cl2(l) △H=-97.3KJ/mol。實驗裝置如圖所示（部份夾持裝置未畫出）

已知：硫酰氯通常條件下為無色液體，熔點是-54.1℃，沸點是69.1℃。在潮濕空氣中“發煙”；100℃以上開始分解，生成二氧化硫和氯氣，長期放置也會發生分解。回答下列問題：

（1）盛放活性炭的儀器名稱是________，丙中冷凝水的入口是______（填“a”或“b”）。如何控制反應物比例相等：________________________________________________________。

（2）戊裝置上方分液漏斗中最好選用下列_________________試劑（填選項）

a、蒸餾水 b、飽和食鹽水 c、濃氫氧化鈉溶液 d、6.0mol/L鹽酸

（3）若缺少裝置乙和丁（均盛放濃硫酸），潮濕氯氣和二氧化硫發生反應的化學方程式是_________________________。

（4）氯磺酸（ClSO3H）加熱分解，也能制得硫酰氯：2ClSO3HSO2Cl2 + H2SO4，分離兩種產物的方法是______（填選項）

a、重結晶 b、過濾 c、蒸餾 d、萃取

（5）長期儲存的硫酰氯會發黃，可能的原因是_________________________________________（用必要的文字和相關方程式加以解釋）

（6）若反應中消耗的氯氣體積為896ml（換算為標準狀況下），最后經過分離提純得到4.05g 純凈的硫酰氯，則硫酰氯的產率為___________________。為提高本實驗中硫酰氯的產率，在實驗中需要注意的事項有___________(填序號)

①先通冷凝水，再通氣 ②控制氣流速率，宜慢不宜快

③若丙裝置發燙，可適當降溫 ④加熱丙裝置

Answer 1

【答案】 三頸燒瓶 a 使乙、丁導管口產生氣泡的速率相等 b Cl2 + SO2 + 2H2O = 2HCl + H2SO4 C SOCl2 ＝SO2 ＋ Cl2，Cl2溶解其中顯黃色 75﹪ ①②③

【解析】(1)盛放活性炭的儀器為三頸燒瓶，丙中冷凝水應該遵循下進上出，入口是a；控制反應物比例相等，可以通過觀察乙、丁導管口產生氣泡的速度，使產生的氣泡速率相等，故答案為：三頸燒瓶；a；觀察乙、丁導管口產生氣泡的速度，使產生的氣泡速率相等；

(2)硫酰氯在潮濕空氣中“發煙”，水解生成氯化氫，戊裝置上方分液漏斗中最好盛放飽和食鹽水便于稀釋氯化氫，故選b；

(3)潮濕氯氣和二氧化硫發生反應生成鹽酸和硫酸，反應的化學方程式為Cl2+SO2+2H2O=2HCl+H2SO4，故答案為：Cl2+SO2+2H2O=2HCl+H2SO4；

(4)氯磺酸(ClSO3H)加熱分解，也能制得硫酰氯與另外一種物質，根據原子守恒可知另一種生成物是硫酸，因此該反應的化學方程式為2ClSO3HSO2Cl2+H2SO4；硫酰氯通常條件下為無色液體，熔點為-54.1℃，沸點為69.1℃，而硫酸沸點高，則分離產物的方法是蒸餾，故選c；

(5)硫酰氯通常條件下為無色液體，長期放置也發生分解，分解生成的氯氣溶于其中使硫酰氯會發黃，反應的方程式為SO2Cl2=SO2+Cl2，故答案為：SO2Cl2=SO2+Cl2；分解產生少量的氯氣溶解在其中；

(6)標準狀況下，896mL氯氣的物質的量為=0.04mol，理論生成硫酰氯0.04mol，4.05g硫酰氯的物質的量為=0.03mol，則硫酰氯的產率為×100%=75%；由于硫酰氯通常條件下為無色液體，熔點為-54.1℃，沸點為69.1℃，在潮濕空氣中“發煙”；100℃以上開始分解，生成二氧化硫和氯氣，長期放置也會發生分解，因此為提高本實驗中硫酰氯的產率，在實驗操作中需要注意的事項有①先通冷凝水，再通氣，②控制氣流速率，宜慢不宜快，③若三頸燒瓶發燙，可適當降溫，④不能加熱三頸燒瓶，否則會加速分解，因此①②③正確，故答案為：75%；①②③。