Question

【題目】硫酰氯(SO2Cl2)是一種重要的化工試劑，合成硫酰氯的實驗裝置如下圖：

已知：①SO2(g)+Cl2(g)SO2Cl2(g) H=-97.3kJ/mol；

②硫酰氯通常條件下為無色液體，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，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______________。裝置丙中活性炭的作用是______________。

(2)在上圖方框內(nèi)所缺裝置為洗氣瓶，瓶內(nèi)應(yīng)裝的試劑是______________________。

(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_______，分離產(chǎn)物的方法是(填字母)____。

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________(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)：__________(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

【答案】飽和食鹽水 催化劑 濃硫酸 2ClSO3HSO2Cl2+H2SO4 C ①②③ 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)

【解析】

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)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；

(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；

(3)氯磺酸(ClSO3H)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2ClSO3HSO2Cl2+H2SO4；硫酰氯通常條件下為無色液體，熔點(diǎn)為-54.1℃，沸點(diǎn)為69.1℃，而硫酸沸點(diǎn)高，則分離產(chǎn)物的方法是蒸餾；

(4)由于硫酰氯通常條件下為無色液體，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，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；

(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)。