Question

【題目】硫酰氯(SO2Cl2)可用作有機(jī)化學(xué)的氯化劑，在藥物和染料的制取中也有重要作用。某化學(xué)學(xué)習(xí)小組擬用干燥的Cl2和SO2在活性炭催化下制取硫酰氯。反應(yīng)的化學(xué)方程式為：SO2(g)+ Cl2(g) =SO2Cl2(l) ΔH =97.3 kJ·mol1，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示(部分夾持裝置未畫出)。

已知：硫酰氯通常條件下為無色液體，熔點(diǎn)54.1℃，沸點(diǎn)69.1℃。在潮濕空氣中“發(fā)煙”；100°C以上開始分解，生成二氧化硫和氯氣，長期放置也會(huì)發(fā)生分解。

回答下列問題：

（1）裝置甲中作為反應(yīng)容器的儀器的名稱為________，裝置己的作用是________；如何控制兩種反應(yīng)物體積相等：________。

（2）裝置戊上方分液漏斗中最好選用下列試劑：（_______）(選填字母)。

A．蒸餾水 B．飽和食鹽水 C．濃氫氧化鈉溶液 D．6.0 molL1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(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是________________________________________。

（4）氯磺酸(ClSO3H)加熱分解，也能制得硫酰氯：2ClSO3H ＝SO2Cl2 + H2SO4，分離兩種產(chǎn)物的方法是（_______） (選填字母)。

A．重結(jié)晶 B．過濾 C．蒸餾 D．萃取

（5）長期儲(chǔ)存的硫酰氯會(huì)發(fā)黃，可能的原因是________ (用化學(xué)方程式和必要的文字加以解釋)。

（6）若反應(yīng)中消耗的氯氣體積為896 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，最后經(jīng)過分離提純得到4.05 g純凈的硫酰氯，則硫酰氯的產(chǎn)率為________。為提高本實(shí)驗(yàn)中硫酰氯的產(chǎn)率，在實(shí)驗(yàn)操作中需要注意的事項(xiàng)有________________ ________________________________________ (寫兩條即可)。

Answer 1

【答案】 蒸餾燒瓶 吸收尾氣并防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入裝置丙中 通過調(diào)節(jié)旋塞或滴液的快慢控制氣流的流速，使裝置乙和丁導(dǎo)管口產(chǎn)生的氣泡的速率相等 B Cl2+SO2+2H2O=2HCl+H2SO4 C SO2Cl2=Cl2+SO2分解產(chǎn)生的少量氯氣溶解在其中 75% ①先通冷凝水，再通氣。控制氣體流速，宜慢不宜快 若三頸燒瓶發(fā)燙，可適當(dāng)降溫。保證裝置的氣密性良好。

【解析】（1）裝置甲中作為反應(yīng)容器的儀器的名稱為蒸餾燒瓶；己中裝有堿石灰，既能吸收反應(yīng)剩余的尾氣，又能防止空氣中水蒸氣進(jìn)入丙裝置；通過調(diào)節(jié)旋塞控制液體滴加快慢，觀察乙、丁裝置內(nèi)氣泡的速率變化來實(shí)現(xiàn)；正確答案：蒸餾燒瓶； 吸收尾氣并防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入裝置丙中；通過調(diào)節(jié)旋塞或滴液的快慢控制氣流的流速，使裝置乙和丁導(dǎo)管口產(chǎn)生的氣泡的速率相等。

（2）選擇試劑的條件：氯氣不溶于該溶液，也不與該溶液發(fā)生反應(yīng)；氯氣能夠溶于水且與水反應(yīng)，不能選擇，A錯(cuò)誤；氯氣能夠與濃氫氧化鈉溶液反應(yīng)，得不到氯氣，不能選擇，C錯(cuò)誤；濃鹽酸具有揮發(fā)性，導(dǎo)致氯氣中混有氯化氫氣體，也不能選，D錯(cuò)誤；氯氣在飽和食鹽水溶解度最小，這是最好的選擇；正確選項(xiàng)C。

（3）潮濕氯氣和二氧化硫發(fā)生反應(yīng)生成硫酸和鹽酸，化學(xué)方程式是Cl2+SO2+2H2O=2HCl+H2SO4 ；正確選項(xiàng)：Cl2+SO2+2H2O=2HCl+H2SO4。

（4）根據(jù)題給信息，硫酰氯與硫酸互溶，且硫酰氯的沸點(diǎn)較低，可以采用蒸餾的方法進(jìn)行分離；正確選項(xiàng)C。

（5）根據(jù)題給信息，SO2Cl2長期放置分解生成二氧化硫和氯氣，分解產(chǎn)生的少量氯氣溶解在其中 ，導(dǎo)致長期儲(chǔ)存的硫酰氯會(huì)發(fā)黃，反應(yīng)方程式SO2Cl2=Cl2+SO2；正確答案：SO2Cl2=Cl2+SO2，分解產(chǎn)生的少量氯氣溶解在其中。

（6）根據(jù)氯元素守恒規(guī)律，理論上制得硫酰氯的量為n(Cl2)=n(SO2Cl2)=0.896/22.4=0.04mol，SO2Cl2質(zhì)量為m (SO2Cl2)=0.04×135=5.4g，硫酰氯的產(chǎn)率為4.05 /5.4×100%=75%；為提高本實(shí)驗(yàn)中硫酰氯的產(chǎn)率，①先通冷凝水，再通氣；控制氣體流速，宜慢不宜快 ；正確答案：75%；①先通冷凝水，再通氣；控制氣體流速，宜慢不宜快。