Question

【題目】磺酰氯(SO2Cl2)在醫藥、染料行業有重要用途，也可用于制備表面活性劑。沸點為69.2℃，遇水水解，劇烈反應生成兩種強酸。學習小組在實驗室用SO2和Cl2在活性炭作用下，制備SO2Cl2并測定產品純度，設計如圖實驗如圖1(夾持裝置略去)。請回答下列問題：

Ⅰ.SO2的制備

（1）欲收集一瓶干燥的SO2，裝置中氣流方向合理的連接順序為____(填小寫字母)。

（2）A裝置分液漏斗中裝的是70%的硫酸溶液，A中反應的化學方程式為____。

Ⅱ.SO2Cl2的制備和純度的測定

將上述收集到的SO2充入注射器h中，用圖2裝置制備SO2Cl2。

（3）儀器e的名稱為____，b中試劑的名稱為____。

（4）f的作用是____。

（5）取反應后的產品4.0g，配成200mL溶液；取出20.00mL，用0.5000mol ·L-1NaOH溶液滴定；達到滴定終點時消耗標準液的體積為20.00mL(雜質不參加反應)。

①產品加水配成溶液時發生的反應為____。

②SO2Cl2的質量分數為____。(保留三位有效數字)。

Answer 1

【答案】adecbf或adecbdef Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O 冷凝管或球形冷凝管 飽和食鹽水 防止水蒸氣進入d使SO2Cl2水解 SO2Cl2+2H2O= H2SO4+2HCl 84.4%

【解析】

(1)收集一瓶干燥的SO2，則須先制取氣體，然后提純，再收集，因為二氧化硫有毒、易溶于水，還要對尾氣進行吸收處理，據此分析解答；

(2)A中是生成二氧化硫的反應；

(3)鹽酸容易揮發，生成的氯氣中會混入氯化氫，據此分析解答；

(4)無水氯化鈣具有吸水性，結合SO2Cl2遇水易水解分析解答；

(5)①SO2Cl2遇水水解，劇烈反應生成兩種強酸，即生成鹽酸和硫酸；②根據NaOH 與鹽酸、硫酸反應，得到SO2Cl2的物質的量，從而得出質量分數。

(1)根據圖示，裝置A可以用來制取二氧化硫，生成的二氧化硫中混有水蒸氣，可以通入C中干燥，用B收集，多余的二氧化硫用氫氧化鈉溶液吸收，防止污染；因此欲收集一瓶干燥的SO2，裝置的導管按氣流方向連接的順序是：a通過導管d把二氧化硫導入試劑瓶中進行干燥，通過e導管導出后，通過c導管導入集氣瓶中收集，為了防止二氧化硫逸出擴散到空氣中污染環境，應該把b導管連接到f導管上，為防止通過D吸收逸出的二氧化硫的水逸到B中，把b導管連接到d把二氧化硫導入試劑瓶中進行干燥，通過e導管導出后，連接f，故答案為：adecbf或adecbdef；

(2)A裝置分液漏斗中裝的是70%的硫酸溶液，生成二氧化硫的反應方程式為H2SO4+Na2SO3=SO2↑+Na2SO4+H2O，故答案為：H2SO4+Na2SO3=SO2↑+Na2SO4+H2O；

(3)根據圖示，e為球形冷凝管；b的作用是除去氯氣中混有的氯化氫氣體，故b中試劑為飽和食鹽水，故答案為：(球形)冷凝管；飽和食鹽水；

(4)SO2Cl2遇水易水解，故f的作用的防止空氣中的水蒸氣進入到d，故答案為：防止空氣中的水蒸氣進入到d使SO2Cl2水解；

(5)①SO2Cl2遇水水解，劇烈反應生成兩種強酸，即為同時生成鹽酸和硫酸，方程式為：2H2O+SO2Cl2=H2SO4+2HCl；故答案為：2H2O+SO2Cl2=H2SO4+2HCl；

②根據2H2O+SO2Cl2=H2SO4+2HCl得到，SO2Cl2～4H+～4OH-的關系，消耗氫氧化鈉的物質的量為0.5000molL-1×20.00×10-3L=0.01mol，故n(SO2Cl2)= =0.0025mol，配成 200mL 溶液，取出 20.00mL，所以n(SO2Cl2)總=0.0025mol×10=0.025mol，m(SO2Cl2)=n×M=0.025mol×135g/mol=3.375g，質量分數=×100%=84.4%，故答案為：84.4%。