Question

【題目】硫酰氯(SO2Cl2)可用作有機(jī)化學(xué)的氯化劑，在藥物和染料的制取中也有重要作用。某化學(xué)學(xué)習(xí)小組擬用干燥的Cl2和SO2在活性炭催化下制取硫酰氯。反應(yīng)的化學(xué)方程式為：SO2(g)+ Cl2(g) =SO2Cl2(l) ΔH =97.3 kJ·mol1，實(shí)驗(yàn)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(diǎn)54.1℃，沸點(diǎn)69.1℃。在潮濕空氣中“發(fā)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(fā)生分解。

回答下列問題：

（1）裝置丙的冷凝管中冷凝水的入口是 (填“a”或“b”)，裝置己的作用是 ；如何控制兩種反應(yīng)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 molL1鹽酸

（3）若缺少裝置乙和丁(均盛放濃硫酸)，潮濕氯氣和二氧化硫發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。

（4）氯磺酸(ClSO3H)加熱分解，也能制得硫酰氯：2ClSO3H ==SO2Cl2 + H2SO4，分離兩種產(chǎn)物的方法是______ (選填字母)。

A．重結(jié)晶 B．過濾 C．蒸餾 D．萃取

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

（6）若反應(yīng)中消耗的氯氣體積為896 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，最后經(jīng)過分離提純得到4.05 g純凈的硫酰氯，則硫酰氯的產(chǎn)率為 。為提高本實(shí)驗(yàn)中硫酰氯的產(chǎn)率，在實(shí)驗(yàn)操作中需要注意的事項(xiàng)有 (寫兩條即可)。

Answer 1

【答案】（1）a (1分) 吸收尾氣并防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入裝置丙 (2分)

通過調(diào)節(jié)旋塞或滴液的快慢控制氣體流速，使裝置乙和丁導(dǎo)管口產(chǎn)生氣泡的速度相等 (1分)

（2）B (1分)

（3）Cl2+SO2+2H2O==2HCl+H2SO4 (2分)

（4）C (1分)

（5）SO2Cl2==SO2+Cl2，分解產(chǎn)生少量的氯氣溶解在其中 (2分)

（6）75%(2分)

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保證裝置氣密性良好 (寫兩條即得2分)

【解析】（1）冷凝管中的冷卻水應(yīng)下進(jìn)上出，以便冷卻水能充滿冷凝管的外管，所以裝置丙中冷凝水的入口是應(yīng)為a，該制備實(shí)驗(yàn)應(yīng)在干燥環(huán)境中進(jìn)行，以防硫酰氯在潮濕空氣中“發(fā)煙”，所以裝置己既能吸收尾氣(SO2和Cl2)又起到防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入裝置丙的作用；為使通入裝置丙的SO2和Cl2的體積相等，可根據(jù)裝置乙和丁中導(dǎo)氣管口冒氣泡的快慢判斷，通過調(diào)節(jié)旋塞或滴液的快慢控制氣體流速。

（2）裝置戊是一個貯氣瓶，將分液漏斗中的液體滴入，可使氣體排出，滴入的液體不能溶解氯氣，因此分液漏斗中的液體應(yīng)為飽和食鹽水。

（3）若沒有濃硫酸干燥，兩種氣體都含有大量水汽，這樣就能發(fā)生有水參與的Cl2氧化SO2的反應(yīng)，化學(xué)方程式為Cl2+SO2+2H2O==2HCl+H2SO4。

（4）氯磺酸分解的兩種產(chǎn)物均為無色液體，但硫酸是一種高沸點(diǎn)酸，而硫酰氯沸點(diǎn)只有69.1℃，易揮發(fā)，分離沸點(diǎn)相差較大的液體的常用方法是蒸餾。

（5）題中有信息，硫酰氯在常溫下長期放置也會分解，分解時(shí)生成的氯氣為黃綠色，所以硫酰氯發(fā)黃應(yīng)該是分解時(shí)產(chǎn)生的少量氯氣溶解在其中造成的，分解反應(yīng)的化學(xué)方程式為：SO2Cl2==SO2+Cl2。

（6）由反應(yīng)SO2(g)+ Cl2(g) =SO2Cl2(l)知，若氯氣完全轉(zhuǎn)化，則SO2Cl2的理論產(chǎn)量為：，故硫酰氯的產(chǎn)率為。