Question

【題目】硫酰氯(SO2Cl2)常用作氯化劑和氯磺化劑，在染料、藥品、除草劑和農用殺蟲劑的生產過程中有重要作用。現在擬用干燥的Cl2和SO2在活性炭催化下制取硫酰氯。反應的化學方程式為：SO2(g)+ Cl2(g) =SO2Cl2(l) ΔH =97.3 kJ·mol1，實驗裝置如圖所示(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54.1℃，沸點69.1℃。在潮濕空氣中“發煙”；長期放置或者100°C以上發生分解，生成二氧化硫和氯氣。回答下列問題：

(1)儀器C的名稱是_______________，冷凝管的進水方向______(填“a”或“b”)。

(2)下列操作或描述正確的是_________________。

A．將70%硫酸換成98.3%硫酸，可以加快制取SO2的速率

B．實驗中通過觀察乙、丁導管口產生氣泡的速率相等，可控制兩種反應物體積相等

C．裝置戊上方分液漏斗中最好選用0.10 molL-1NaCl溶液，減小氯氣的溶解度

D．裝置己防止污染，又防止硫酰氯變質

(3)氯磺酸(ClSO3H)加熱分解，也能制得硫酰氯，寫出反應方程式：____________________。

(4)硫酰氯在潮濕空氣中“發煙”，原因是_______________________(用化學方程式表示)。

(5)若反應中消耗的二氧化硫體積為560 mL(標準狀況下)，最后經過分離提純得到2.7 g純凈的硫酰氯，則硫酰氯的產率為_______。

Answer 1

【答案】蒸餾燒瓶 a BD 2ClSO3HSO2Cl2 + H2SO4 SO2Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl 80%

【解析】

甲中產生二氧化硫，乙中除去二氧化硫中的雜質同時便于觀察氣流的速率；丙為兩種氣體混合反應的反應器；丁為除去氯氣中的雜質同時便于觀察氣流速率；戊中貯存氯氣，已為尾氣吸收，防止空氣中的水蒸氣進入。據此回答。

(1) 儀器C的名稱為蒸餾燒瓶。冷凝管的冷卻水方向為從下進上出，所以進水方向為a。 (2) A．將70%硫酸換成98.3%硫酸，反應接觸不充分，所以不能加快制取SO2的速率，故錯誤；B．實驗中通過觀察乙、丁導管口產生氣泡的速率相等，可以使兩種氣體的體積相等，控制兩種反應物體積相等，故正確；C．裝置戊上方分液漏斗中最好選用飽和NaCl溶液，減小氯氣的溶解度，故錯誤；D．裝置最后用堿石灰吸收二氧化硫或氯氣等有害氣體，又能防止水蒸氣進入，所以該裝置己防止污染，又防止硫酰氯變質，故正確。故選BD。(3) 氯磺酸(ClSO3H)加熱分解，也能制得硫酰氯，根據質量守恒分析，方程式為：2ClSO3HSO2Cl2 + H2SO4 。(4) 硫酰氯在潮濕空氣中“發煙”，說明其與水發生反應，根據質量守恒或元素化合價分析，產物應為硫酸和鹽酸，方程式為：SO2Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl。(5) 二氧化硫體積為560 mL，其物質的量為0.56/22.4=0.025mol，2.7克硫酰氯的物質的量為2.7/135=0.02mol，則產率為0.02/0.025= 80%。