Question

【題目】硫酰氯（SO2Cl2）是一種重要的化工試劑，實驗室合成硫酰氯的實驗裝置如下圖所示：

已知：① SO2(g) + Cl2(g)SO2Cl2(l) △H = －97.3 kJ/mol；

② 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。

回答下列問題：

（1）裝置甲為儲氣裝置，用于提供氯氣，則儀器A中盛放的試劑為______________。裝置丙中活性炭的作用是______________。

（2）在上圖方框內畫出所缺裝置，并注明相關試劑的名稱。

（3）氯磺酸（ClSO3H）加熱分解，也能制得硫酰氯與另外一種物質，該反應的化學方程式為_____________，分離產物的方法是（填字母）_________。

A．重結晶 B．過濾 C．蒸餾 D．萃取

（4）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________（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 若三頸燒瓶發燙，可適當降溫 ④ 加熱三頸燒瓶

（5）在無活性炭存在的條件下SO2與Cl2也可發生反應，現將SO2、Cl2按照一定比例通入水中，請設計 一個簡單實驗驗證二者是否恰好完全反應： （簡要描述實驗步驟、現象和結論）。

儀器自選，供選擇試劑：滴加酚酞的氫氧化鈉溶液、碘化鉀溶液、淀粉溶液、品紅溶液。

Answer 1

【答案】（1）飽和食鹽水 催化劑 （2）（濃硫酸）

（3）2ClSO3H SO2Cl2 + H2SO4 C （4）①②③

（5）取少量反應后的溶液于試管中，滴加品紅溶液振蕩，若溶液褪色，則二者未恰好完全反應；若不褪色，則二者恰好完全反應。

【解析】

試題分析：（1）根據題意，裝置甲為儲氣裝置，用于提供氯氣，儀器A用于將氯氣由甲裝置排入乙裝置，，所以氯氣在儀器A中盛放的試劑中溶解度要小，以減少損失，則儀器A中盛放的試劑為飽和食鹽水；根據化學反應SO2(g) + Cl2(g)SO2Cl2(l)，從實驗裝置丙中可以看出，活性炭沒參加反應，只能是作催化劑。

（2）因為硫酰氯在潮濕空氣中“發煙”，所以制備硫酰氯的氯氣必須是干燥的，所以乙裝置為干燥裝置，用濃硫酸干燥氯氣，所以答案為（濃硫酸）

（3）根據題意，ClSO3H→SO2Cl2，ClSO3H的系數為2，根據反應前后原子個數守恒，差2個H、1個S、4個O，即H2SO4，所以反應的化學方程式為2ClSO3H SO2Cl2 + H2SO4，SO2Cl2為液體，沸點比較低，H2SO4為液體，沸點較高，它們不分層，可以利用沸點不同進行蒸餾分離，答案選C。

（4）Cl2具有氧化性，SO2以還原性為主，SO2＋Cl2＋2H2O=H2SO4＋2HCl,提高產率可以采取措施：控制氣流速率，宜慢不宜塊；若三頸燒瓶發燙，可適當降溫；先通冷凝水，冷凝回流副產物和產品，再進行實驗，答案選①②③。

（5）SO2和Cl2恰好反應生成硫酸和鹽酸，若SO2或Cl2剩余，SO2和氯氣均能使品紅溶液褪色，所以取少量反應后的溶液于試管中，滴加品紅溶液振蕩，若溶液褪色，則二者未恰好完全反應；若不褪色，則二者恰好完全反應。