Question

【題目】硫酰氯（SO2Cl2）可用于有機(jī)合成和藥物制造等。實(shí)驗(yàn)室利用SO2和Cl2在活性炭作用下制取SO2Cl2[SO2(g)+Cl2(g)SO2Cl2(l) ΔH=-97.3kJ/mol]，裝置如圖所示（部分裝置省略）。已知SO2Cl2的熔點(diǎn)為－54.1℃，沸點(diǎn)為69.1℃，有強(qiáng)腐蝕性，不宜接觸堿、醇、纖維素等許多無機(jī)物和有機(jī)物，遇水能發(fā)生劇烈反應(yīng)并產(chǎn)生白霧。回答下列問題：

I．SO2Cl2的制備

（1）水應(yīng)從___（選填“a”或“b”）口進(jìn)入。

（2）制取SO2的最佳組合是___（填標(biāo)號(hào)）。

①Fe+18.4mol/LH2SO4

②Na2SO3+70%H2SO4

③Na2SO3+3mo/LHNO3

（3）乙裝置中盛放的試劑是___。

（4）制備過程中需要將裝置甲置于冰水浴中，原因是___。

（5）反應(yīng)結(jié)束后，分離甲中混合物的最佳實(shí)驗(yàn)操作是___。

II．測(cè)定產(chǎn)品中SO2Cl2的含量，實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①取1.5g產(chǎn)品加入足量Ba(OH)2溶液，充分振蕩、過濾、洗滌，將所得溶液均放入錐形瓶中；

②向錐形瓶中加入硝酸酸化，再加入0.2000mol·L－1的AgNO3溶液l00.00mL；

③向其中加入2mL硝基苯，用力搖動(dòng)，使沉淀表面被有機(jī)物覆蓋；

④加入NH4Fe(SO4)2指示劑，用0.1000mol·L-1NH4SCN溶液滴定過量Ag+，終點(diǎn)所用體積為10.00mL。

已知：Ksp(AgCl)=3.2×10-10Ksp(AgSCN)=2×10-12

（6）滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象為___。

（7）產(chǎn)品中SO2Cl2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為___%，若步驟③不加入硝基苯則所測(cè)SO2Cl2含量將___（填“偏高”、“偏低”或“無影響”）。

Answer 1

【答案】b ② 堿石灰 制取硫酰氯的反應(yīng)時(shí)放熱反應(yīng)，降低溫度使平衡正向移動(dòng)，有利于提高SO2Cl2產(chǎn)率 蒸餾 溶液變?yōu)榧t色，而且半分鐘內(nèi)不褪色 85.5% 偏小

【解析】

（1）用來冷卻的水應(yīng)該從下口入，上口出；

（2）制備SO2，鐵與濃硫酸反應(yīng)需要加熱，硝酸能氧化SO2，所以用70% H2SO4+Na2SO3來制備SO2；

（3）冷凝管的作用是冷凝回流而反應(yīng)又沒有加熱，故SO2與氯氣間的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，由于會(huì)有一部分Cl2、SO2通過冷凝管逸出，故乙中應(yīng)使用堿性試劑，又因SO2Cl2遇水易水解，故用堿石灰；

（4）制取硫酰氯的反應(yīng)時(shí)放熱反應(yīng)，降低溫度使平衡正向移動(dòng)，有利于提高SO2Cl2產(chǎn)率；

（5）分離沸點(diǎn)不同的液體可以用蒸餾的方法，所以甲中混合物分離開的實(shí)驗(yàn)操作是蒸餾；

（6）用0.1000mol·L-1NH4SCN溶液滴定過量Ag+至終點(diǎn)，當(dāng)?shù)味ㄟ_(dá)到終點(diǎn)時(shí)NH4SCN過量，加NH4Fe(SO4)2作指示劑，Fe3+與SCN反應(yīng)溶液會(huì)變紅色，半分鐘內(nèi)不褪色，即可確定滴定終點(diǎn)；

（7）用cmol·L-1NH4SCN溶液滴定過量Ag+至終點(diǎn)，記下所用體積V，則過量Ag+的物質(zhì)的量為Vcmol，與Cl反應(yīng)的Ag+的物質(zhì)的量為0.1000mol/L×0.1LVc×103mol，則可以求出SO2Cl2的物質(zhì)的量； AgSCN沉淀的溶解度比AgCl小，可加入硝基苯用力搖動(dòng)，使AgCl沉淀表面被有機(jī)物覆蓋，避免在滴加NH4SCN時(shí)，將AgCl沉淀轉(zhuǎn)化為AgSCN沉淀，若無此操作，NH4SCN與AgCl反應(yīng)生成AgSCN沉淀，則滴定時(shí)消耗的NH4SCN標(biāo)準(zhǔn)液的體積偏多，即銀離子的物質(zhì)的量偏大，則與氯離子反應(yīng)的銀離子的物質(zhì)的量偏小。

（1）用來冷卻的水應(yīng)該從下口入，上口出，故水應(yīng)該從b口進(jìn)入；

（2）制備SO2，鐵與濃硫酸反應(yīng)需要加熱，硝酸能氧化SO2，所以用②70% H2SO4+Na2SO3來制備SO2，故選②；

（3）根據(jù)裝置圖可知，冷凝管的作用是冷凝回流而反應(yīng)又沒有加熱，故SO2與氯氣間的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，由于會(huì)有一部分Cl2、SO2通過冷凝管逸出，故乙中應(yīng)使用堿性試劑，又因SO2Cl2遇水易水解，故用堿石灰，可以吸收氯氣、SO2并防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入冷凝管中，故乙裝置中盛放的試劑是堿石灰；

（4）制取硫酰氯的反應(yīng)時(shí)放熱反應(yīng)，降低溫度使平衡正向移動(dòng)，有利于提高SO2Cl2產(chǎn)率；

（5）分離沸點(diǎn)不同的液體可以用蒸餾的方法，所以甲中混合物分離開的實(shí)驗(yàn)操作是蒸餾；

（6）用0.1000mol·L-1NH4SCN溶液滴定過量Ag+至終點(diǎn)，當(dāng)?shù)味ㄟ_(dá)到終點(diǎn)時(shí)NH4SCN過量，加NH4Fe(SO4)2作指示劑，Fe3+與SCN反應(yīng)溶液會(huì)變紅色，半分鐘內(nèi)不褪色，即可確定滴定終點(diǎn)；故答案為：溶液變?yōu)榧t色，而且半分鐘內(nèi)不褪色；

（7）用0.1000mol·L-1NH4SCN溶液滴定過量Ag+至終點(diǎn)，記下所用體積10.00mL，則過量Ag+的物質(zhì)的量為Vcmol=0.01×0.1000mol·L-1=1×10-3mol，與Cl反應(yīng)的Ag+的物質(zhì)的量為0.2000mol/L×0. 1LVc×103mol＝1.9×10-2mol，則SO2Cl2的物質(zhì)的量為1.9×10-2mol ×0.5=9.5×10-3mol ，產(chǎn)品中SO2Cl2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 ×100%=85.5%； 已知：Ksp(AgCl)=3.2×1010，Ksp(AgSCN)=2×1012，則AgSCN沉淀的溶解度比AgCl小，可加入硝基苯用力搖動(dòng)，使AgCl沉淀表面被有機(jī)物覆蓋，避免在滴加NH4SCN時(shí)，將AgCl沉淀轉(zhuǎn)化為AgSCN沉淀，若無此操作，NH4SCN與AgCl反應(yīng)生成AgSCN沉淀，則滴定時(shí)消耗的NH4SCN標(biāo)準(zhǔn)液的體積偏多，即銀離子的物質(zhì)的量偏大，則與氯離子反應(yīng)的銀離子的物質(zhì)的量偏小，所以測(cè)得的氯離子的物質(zhì)的量偏小；故答案為：85.5%；偏小。