Question

1．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圖所示：
已知：①SO₂（g）+Cl₂（g）$\stackrel{催化劑}{?}$SO₂Cl₂（l）△H=-97.3kJ/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(fā)煙”；100℃以上開始分解，生成二氧化硫和氯氣，長期放置也會發(fā)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中盛放的試劑為飽和食鹽水．裝置丙中活性炭的作用是催化劑．
（2）在如圖方框內(nèi)畫出所缺裝置，并注明相關(guān)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(zhì)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2C1SO₃H$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SO₂Cl₂+H₂SO₄，分離產(chǎn)物的方法是（填字母）C．
A．重結(jié)晶          B．過濾           C．蒸餾           D．萃取
（4）為提高本實驗中硫酰氯的產(chǎn)率，在實驗操作中需要注意的事項有①②③（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(fā)燙，可適當(dāng)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(fā)生反應(yīng)，現(xiàn)將SO₂、Cl₂按照一定比例通入水中，請設(shè)計一個簡單實驗驗證二者是否恰好完全反應(yīng)：取少量溶液，向其中加入品紅溶液，若品紅溶液不褪色，說明二者恰好完全反應(yīng)，否則，二者未完全反應(yīng)（簡要描述實驗步驟、現(xiàn)象和結(jié)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

分析 根據(jù)裝置圖可知，裝置甲為儲氣裝置，用于提供氯氣，則儀器A中盛放的試劑要將氯氣壓入后續(xù)反應(yīng)裝置，所以不能溶解氯氣，應(yīng)為飽和食鹽水，硫酰氯易水解，所以生成的氯氣要干燥，所以乙中應(yīng)裝有濃硫酸干燥氯氣，氯氣與二氧化硫反應(yīng)需要用活性碳作催化劑，硫酰氯易水解易揮發(fā)，所以在三頸燒瓶上方應(yīng)連接一個冷凝管和裝有堿石灰的干燥管，則甲中活性炭的作用是催化劑，
（1）氯氣難溶于飽和食鹽水；該反應(yīng)需要催化劑，則甲中活性炭的作用是催化劑；
（2）裝硫酰氯易水解，所以參加反應(yīng)的氯氣需要干燥；
（3）氯磺酸（C1SO₃H）加熱分解，也能制得硫酰氯與另外一種物質(zhì)，根據(jù)原子守恒可知另一種生成物是硫酸；硫酰氯通常條件下為無色液體，熔點為-54.1℃，沸點為69.1℃，而硫酸沸點高；
（4）由于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(fā)煙”；100℃以上開始分解，生成二氧化硫和氯氣，長期放置也會發(fā)生分解；
（5）二氧化硫溶液與氯水都可以漂白品紅溶液，若二者恰好完全反應(yīng)得到鹽酸、硫酸，不能使品紅溶液褪色．

解答 解：根據(jù)裝置圖可知，裝置甲為儲氣裝置，用于提供氯氣，則儀器A中盛放的試劑要將氯氣壓入后續(xù)反應(yīng)裝置，所以不能溶解氯氣，應(yīng)為飽和食鹽水，硫酰氯易水解，所以生成的氯氣要干燥，所以乙中應(yīng)裝有濃硫酸干燥氯氣，氯氣與二氧化硫反應(yīng)需要用活性碳作催化劑，硫酰氯易水解易揮發(fā)，所以在三頸燒瓶上方應(yīng)連接一個冷凝管和裝有堿石灰的干燥管，則甲中活性炭的作用是催化劑，
（1）根據(jù)上面的分析可知，儀器A中盛放的試劑為 飽和食鹽水，裝置丙中活性炭的作用是催化劑，故答案為：飽和食鹽水；催化劑；
（2）根據(jù)上面的分析可知，在如圖方框內(nèi)畫出所缺裝置為濃硫酸干燥氯氣的裝置，裝置圖為，故答案為：；
（3）氯磺酸（C1SO₃H）加熱分解，也能制得硫酰氯與另外一種物質(zhì)，根據(jù)原子守恒可知另一種生成物是硫酸，因此該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2C1SO₃H$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SO₂Cl₂+H₂SO₄；硫酰氯通常條件下為無色液體，熔點為-54.1℃，沸點為69.1℃，而硫酸沸點高，則分離產(chǎn)物的方法是蒸餾，答案選C，
故答案為：2C1SO₃H$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SO₂Cl₂+H₂SO₄；C；
（4）由于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(fā)煙”；100℃以上開始分解，生成二氧化硫和氯氣，長期放置也會發(fā)生分解，因此為提高本實驗中硫酰氯的產(chǎn)率，在實驗操作中需要注意的事項有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(fā)燙，可適當(dāng)降溫，但不能加熱三頸燒瓶，否則會加速分解，
故答案為：①②③；
（5）二氧化硫溶液與氯水都可以漂白品紅溶液，若二者恰好完全反應(yīng)得到鹽酸、硫酸，不能使品紅溶液褪色，檢驗方案為：取少量溶液，向其中加入品紅溶液，若品紅溶液不褪色，說明二者恰好完全反應(yīng)，否則，二者未完全反應(yīng)，
故答案為：取少量溶液，向其中加入品紅溶液，若品紅溶液不褪色，說明二者恰好完全反應(yīng)，否則，二者未完全反應(yīng)．

點評 本題考查實驗制備方案，涉及對反應(yīng)原理、裝置及操作的分析評價、對儀器的識別、物質(zhì)的分離提純等，注意對物質(zhì)性質(zhì)信息的應(yīng)用，難度中等．