Question

1．硫酰氯（SO₂Cl₂）是一種化工原料，有如下有關(guān)信息：
常溫下為無色液體，熔點(diǎn)為-54.1℃，沸點(diǎn)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．氯化法是合成硫酰氯的常用方法，實(shí)驗(yàn)室合成反應(yīng)和實(shí)驗(yàn)裝置如圖1：

SO₂（g）+Cl₂（g）$\stackrel{催化劑}{?}$SO₂Cl₂（l）△H97.3kJmol^-1
回答下列問題：
（1）儀器A的名稱為冷凝管，甲中活性炭的作用是催化劑，B中加入的藥品是堿石灰．實(shí)驗(yàn)時(shí)從儀器C中放出溶液的操作方法是打開分液漏斗上口玻璃塞，再旋轉(zhuǎn)活塞使液體流下．
（2）裝置丁中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Cl^-+ClO^-+2H⁺=Cl₂↑+H₂O．用亞硫酸鈉固體和濃硫酸制備二氧化硫氣體時(shí)，如要控制反應(yīng)速度，如圖2中可選用的發(fā)生裝置是ac（填寫字母）．
（3）氯磺酸（C1SO₃H）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)物的方法是蒸餾．
（4）若缺少裝置乙，氯氣和二氧化硫可能發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cl₂+SO₂+2H₂O=2HCl+H₂SO₄．為提高本實(shí)驗(yàn)中硫酰氯的產(chǎn)率，在實(shí)驗(yàn)操作中還需要注意的事項(xiàng)有（只答一條即可）控制氣體流速，宜慢不宜快或?qū)θ�頸燒瓶進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕禍氐龋?

Answer 1

分析 （1）由儀器A的結(jié)構(gòu)特征，可知A為冷凝管；
由反應(yīng)原理可知，活性炭沒有參與反應(yīng)，應(yīng)起催化劑作用；
由于SO₂Cl₂在潮濕空氣中“發(fā)煙”，裝置B的作用是吸收空氣中水蒸氣，且吸收未反應(yīng)的二氧化硫與氯氣，防止污染空氣；
打開分液漏斗上口玻璃塞，平衡氣壓，再旋轉(zhuǎn)活塞使液體流下；
（2）裝置丁制備氯氣，濃鹽酸與漂白粉反應(yīng)得到氯化鈣、氯氣與水；用亞硫酸鈉固體和濃硫酸制備二氧化硫氣體時(shí)，可以通過控制加入硫酸的量（或速度）控制反應(yīng)速率；
（3）氯磺酸（C1SO₃H）加熱分解，也能制得硫酰氯（SO₂Cl₂）與另外一種物質(zhì)，由元素守恒可知，另外物質(zhì)含有H元素，C1SO₃H中S、Cl原子數(shù)目之比為1：1，而SO₂Cl₂中S、Cl原子數(shù)目之比為1：2，故另外物質(zhì)中含有S元素，結(jié)合原子守恒可知另外物質(zhì)為H₂SO₄，二者沸點(diǎn)相差較大，采取蒸餾法進(jìn)行分離；
（4）丁裝置制備的氯氣中含有HCl、水蒸氣，丙裝置盛放飽和食鹽水，除去混有的HCl，乙裝置盛放濃硫酸，干燥氯氣，若缺少裝置乙，氯氣和二氧化硫、水反應(yīng)生成HCl與硫酸，
提高本實(shí)驗(yàn)中硫酰氯的產(chǎn)率，可以控制氣體流速，使其充分反應(yīng)，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，可以對(duì)三頸燒瓶進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕禍兀?/p>

解答 解：（1）由儀器A的結(jié)構(gòu)特征，可知A為冷凝管；
由反應(yīng)原理可知，活性炭沒有參與反應(yīng)，應(yīng)起催化劑作用；
由于SO₂Cl₂在潮濕空氣中“發(fā)煙”，裝置B的作用是吸收空氣中水蒸氣，且吸收未反應(yīng)的二氧化硫與氯氣，防止污染空氣，可以盛放堿石灰；
從儀器C中放出溶液的操作方法是：打開分液漏斗上口玻璃塞，再旋轉(zhuǎn)活塞使液體流下，
故答案為：冷凝管；催化劑；堿石灰；打開分液漏斗上口玻璃塞，再旋轉(zhuǎn)活塞使液體流下；
（2）裝置丁制備氯氣，濃鹽酸與漂白粉反應(yīng)得到氯化鈣、氯氣與水，反應(yīng)離子方程式為：Cl^-+ClO^-+2H⁺=Cl₂↑+H₂O；
a．可以通過旋轉(zhuǎn)活塞，控制滴加硫酸速度，進(jìn)而可控制反應(yīng)速率，故a正確；
b．濃硫酸與亞硫酸鈉混合，不能控制反應(yīng)速率，故b錯(cuò)誤；
c．橡皮管連接，可以平衡分液漏斗內(nèi)壓強(qiáng)，有利于濃硫酸順利流下，通過旋轉(zhuǎn)活塞，控制滴加硫酸速度，可控制反應(yīng)速率，故c正確；
d．亞硫酸鈉為粉末且可溶，無法利用簡易啟普發(fā)生器控制，故d錯(cuò)誤，
故答案為：Cl^-+ClO^-+2H⁺=Cl₂↑+H₂O；ac；
（3）氯磺酸（C1SO₃H）加熱分解，也能制得硫酰氯（SO₂Cl₂）與另外一種物質(zhì)，由元素守恒可知，另外物質(zhì)含有H元素，C1SO₃H中S、Cl原子數(shù)目之比為1：1，而SO₂Cl₂中S、Cl原子數(shù)目之比為1：2，故另外物質(zhì)中含有S元素，結(jié)合原子守恒可知另外物質(zhì)為H₂SO₄，反應(yīng)方程式為：2C1SO₃H$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SO₂Cl₂+H₂SO₄；
二者為互溶液體，沸點(diǎn)相差較大，采取蒸餾法進(jìn)行分離，
故答案為：2C1SO₃H$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SO₂Cl₂+H₂SO₄；蒸餾；
（4）丁裝置制備的氯氣中含有HCl、水蒸氣，丙裝置盛放飽和食鹽水，除去混有的HCl，乙裝置盛放濃硫酸，干燥氯氣，若缺少裝置乙，氯氣和二氧化硫、水反應(yīng)生成HCl與硫酸，反應(yīng)方程式為：Cl₂+SO₂+2H₂O=2HCl+H₂SO₄；
為提高本實(shí)驗(yàn)中硫酰氯的產(chǎn)率，可以控制氣體流速，宜慢不宜快，使其充分反應(yīng)，由于100℃以上SO₂Cl₂開始分解，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，可以對(duì)三頸燒瓶進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕禍兀?br />故答案為：Cl₂+SO₂+2H₂O=2HCl+H₂SO₄；控制氣體流速，宜慢不宜快或?qū)θ�頸燒瓶進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕禍氐龋?/p>

點(diǎn)評(píng) 本題考查實(shí)驗(yàn)制備方案，涉及對(duì)反應(yīng)原理、裝置及操作的分析評(píng)價(jià)、對(duì)儀器的識(shí)別、物質(zhì)的分離提純等，注意對(duì)物質(zhì)性質(zhì)信息的應(yīng)用，難度中等．