Question

【題目】在有機化學中，硫酰氯(SO2Cl2)長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”；100°C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）裝置丙中作為反應容器的儀器的名稱為_______，裝置丙中球形冷凝管的作用是________；如何控制兩種反應物體積相等：____________________________________。

（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 molL-1鹽酸

（3）若缺少裝置己，硫酰氯(SO2Cl2)會和空氣中的水反應而變質，其化學方程式是______________________________。

（4）氯磺酸(ClSO3H)加熱分解，也能制得硫酰氯：2ClSO3HSO2Cl2 + H2SO4，分離兩種產物的方法是_____________(選填字母)。

A．重結晶 B．過濾 C．蒸餾 D．萃取

（5）長期儲存的硫酰氯會發黃，可能的原因是_________________________________(用化學方程式和必要的文字加以解釋)。

（6）若反應中消耗的氯氣體積為896 mL(標準狀況下)，最后經過分離提純得到4.05 g純凈的硫酰氯，則硫酰氯的產率為___________。

（7）請設計實驗方案檢驗產品中有硫酸（可選試劑：稀鹽酸、稀硝酸、BaCl2溶液、蒸餾水、石蕊溶液）：___________________________。

Answer 1

【答案】 三頸燒瓶 冷凝回流導氣 觀察乙、丁導管口產生氣泡的速度相等 B SO2Cl2+2H2O==H2SO4+2HCl C SO2Cl2=SO2+Cl2，分解產生少量的氯氣溶解在其中 75% 取產物在干燥的環境中加熱至100℃，待產物的質量不在改變時，冷卻后將剩余物質加入到水中；取少量溶液加入石蕊試液，溶液變紅；再取少量試液加入氯化鋇溶液，產生白色沉淀，則說明產品中有硫酸

【解析】分析：用干燥的氯氣和二氧化硫制備SO2Cl2，甲是用亞硫酸鈉與硫酸反應制備二氧化硫，與氯氣在活性炭催化作用下于丙裝置內發生反應制備SO2Cl2；乙、丁盛放濃硫酸干燥氣體，氯氣和二氧化硫不能直接排放到空氣中，用已裝置中的堿石灰進行吸收。據此回答。

詳解：（1）裝置丙中作為反應容器的儀器，名稱為三頸燒瓶；裝置丙中球形冷凝管的作用是冷凝回流導氣；通過調節旋塞或滴液的快慢控制氣體流速，使裝置乙和丁導管口產生氣泡的速度相等；正確答案：三頸燒瓶；冷凝回流導氣 ； 觀察乙、丁導管口產生氣泡的速度相等。

（2）A．蒸餾水可以溶解氯氣；B．飽和食鹽水溶解氯氣的能力很小；C．濃氫氧化鈉溶液與氯氣發生反應；D．6.0 mol·L-1鹽酸揮發逸出雜質氣體氯化氫；正確選項B。

（3）硫酰氯(SO2Cl2)會和空氣中的水反應而變質，生成硫酸和鹽酸，化學方程式是：SO2Cl2+2H2O==H2SO4+2HCl；正確答案：SO2Cl2+2H2O==H2SO4+2HCl。

（4）兩種產物都呈液態，且沸點差別較大，采用蒸餾方法進行分離，正確選項C。

（5）SO2Cl2=SO2+Cl2，分解產生少量的氯氣溶解在其中，會導致硫酰氯會發黃；正確答案： SO2Cl2=SO2+Cl2，分解產生少量的氯氣溶解在其中。

（6）若反應中消耗的氯氣體積為896 mL(標準狀況下)，氯氣的物質的量為0.04mol，根據反應SO2(g)+ Cl2(g) =SO2Cl2(l)可知，制備出的SO2Cl2的量為0.04mol，質量為0.04×135=5.4g，則硫酰氯的產率為4.05/5.4×100%=75%；正確答案：75%。

（7）由于SO2Cl2+2H2O==H2SO4+2HCl發生，所以要檢驗SO2Cl2中混有硫酸，就要先除去SO2Cl2，根據題給信息，進行如下操作：取產物在干燥的環境中加熱至100℃，待產物的質量不在改變時，冷卻后將剩余物質加入到水中；取少量溶液加入石蕊試液，溶液變紅；再取少量試液加入氯化鋇溶液，產生白色沉淀，則說明產品中有硫酸。正確答案：取產物在干燥的環境中加熱至100℃，待產物的質量不在改變時，冷卻后將剩余物質加入到水中；取少量溶液加入石蕊試液，溶液變紅；再取少量試液加入氯化鋇溶液，產生白色沉淀，則說明產品中有硫酸。