Question

【題目】實驗室可利用SO2與Cl2在活性炭的催化下制取一種重要的有機合成試劑磺酰氯（SO2Cl2）。所用的反應裝置如下圖所示（部分夾持裝置省略）。已知SO2Cl2的熔點為-54.1℃，沸點為69.1℃，遇水能發生劇烈的水解反應，遇潮濕空氣會產生白霧。

（1）化合物SO2Cl2中S元素的化合價為__________。

（2）儀器D的名稱是___________。

（3）乙、丙裝置制取原料氣Cl2與SO2。

①乙裝置F中充滿Cl2，則E中所盛放的溶液為_____________（填溶液的名稱）。

②丙裝置中試劑X、Y的組合最好是_____________。

A 98%濃硫酸+Cu B 70%H2SO4+Na2SO3 C 濃HNO3+Na2SO3

（4）上述裝置的正確連接順序為________、________、丁、_______、_________（用甲、乙、丙表示，可重復使用）。

（5）B裝置中從a口通入冷水的作用是_________；C裝置的作用是_______________。

（6）SO2Cl2遇水能發生劇烈的水解反應，會產生白霧，則SO2Cl2發生水解反應的化學方程式為________。

（7）若反應中消耗氯氣的體積為1.12L（已轉化為標準狀況，SO2足量），最后通過蒸餾得到純凈的磺酰氯5.13g，則磺酰氯的產率為______________（保留三位有效數字）。

Answer 1

【答案】+6 三頸燒瓶（或三口燒瓶） 飽和食鹽水或飽和氯化鈉溶液 B 丙 甲 甲 乙（或乙 甲 甲 丙） 冷凝回流 防止空氣中的水蒸氣進入裝置D中，同時吸收SO2與Cl2，防止污染空氣 SO2Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl 76.0%

【解析】

丙裝置制備二氧化硫，乙裝置制備氯氣，二氧化硫與氯氣在丁裝置中反應生成SO2Cl2，丁中活性炭可能起催化劑作用，SO2Cl2遇水發生劇烈的水解反應，因此丙與甲連接制備干燥的二氧化硫，E是飽和食鹽水，降低氯氣溶解度，乙與甲連接得到干燥氯氣，SO2Cl2沸點低、易揮發，B為冷凝管，使揮發的產物SO2Cl2冷凝回流，堿石灰吸收未反應的二氧化硫、氯氣，防止污染空氣，并吸收空氣中的水蒸氣，防止導致磺酰氯水解。

（1）根據正負化合價的代數和為0，判斷S的化合價為+6；

答案： +6；

（2）根據圖象可知，儀器D的名稱是三頸燒瓶（或三口燒瓶）

答案：三頸燒瓶（或三口燒瓶）；

（3）①Cl2難溶于飽和食鹽水，則E中所盛放的溶液為飽和食鹽水或飽和氯化鈉溶液；

答案：飽和食鹽水或飽和氯化鈉溶液；

②A.反應需要加熱且濃硫酸變為稀硫酸反應會停止，浪費藥品，故不選A；

B.符合強酸制弱酸原理，反應簡單易行，故B正確；

C.濃HNO3有強氧化性,不可制備還原性氣體SO2，故不選C；

答案：B；

（4）關鍵點：制備磺酰氯必須是干燥環境；根據以上分析可知：上述裝置的正確連接順序為丙、甲、丁、甲、乙或乙、甲、丁、甲、丙；

答案： 丙 甲 甲 乙（或乙 甲 甲 丙）；

（5）B裝置中從a口通入冷水的作用是冷凝回流；C裝置的作用是防止空氣中的水蒸氣進入裝置D中，同時吸收SO2與Cl2，防止污染空氣；

答案：冷凝回流；防止空氣中的水蒸氣進入裝置D中，同時吸收SO2與Cl2，防止污染空氣 ；

（6）SO2Cl2遇水能發生劇烈的水解反應，會產生白霧，則SO2Cl2發生水解反應的化學方程式為SO2Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl ；

答案：SO2Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl ；

（7）若反應中消耗氯氣的體積為1.12L，物質的量為0.05mol，理論上生成磺酰氯0.05mol，質量為0.05mol×135g/mol=6.75g，最后通過蒸餾得到純凈的磺酰氯5.13g，則磺酰氯的產率為(5.13g/6.75g)×100%= 76.0%；

答案： 76.0%。