Question

【題目】硫酰氯(SO2Cl2)常用作氯化劑和氯磺化劑，在染料、藥品、除草劑和農(nóng)用殺蟲劑的生產(chǎn)過程中有重要作用。現(xiàn)在擬用干燥的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(fā)煙”；長期放置或者100°C以上發(fā)生分解，生成二氧化硫和氯氣。 回答下列問題：

(1)儀器C的名稱是___________，冷凝管的進(jìn)水方向______(填“a”或“b”)。

(2)乙、丁中的試劑是_______________________。

(3)下列操作或描述正確的是_________________。

A．將70%硫酸換成98.3%硫酸，可以加快制取SO2的速率

B．實驗中通過觀察乙、丁導(dǎo)管口產(chǎn)生氣泡的速率相等，可控制兩種反應(yīng)物體積相等

C．裝置戊上方分液漏斗中最好選用0.10 molL-1NaCl溶液，減小氯氣的溶解度

D．裝置己防止污染，又防止硫酰氯變質(zhì)

(4)氯磺酸(ClSO3H)加熱分解，也能制得硫酰氯，寫出反應(yīng)方程式：_____________。

(5)長期儲存的硫酰氯會發(fā)黃，可能的原因是:_______。

(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_______。(產(chǎn)率＝×100%)

Answer 1

【答案】蒸餾燒瓶 a 濃硫酸 BD 2ClSO3HSO2Cl2+H2SO4 SO2Cl2=SO2+Cl2，分解產(chǎn)生的氯氣溶解在其中 75%

【解析】

本實驗?zāi)康氖怯酶稍锏?/span>Cl2和SO2在活性炭催化下制取硫酰氯，甲為制取二氧化硫裝置，戊為制取氯氣裝置，乙和丁均為除雜裝置，己為吸收空氣中水蒸氣裝置和吸收尾氣。（6）中，根據(jù)物質(zhì)的量之比等于化學(xué)方程式中計量數(shù)之比可推得，消耗氯氣的量等于理論生成硫酰氯的物質(zhì)的量，進(jìn)而計算硫酰氯的產(chǎn)率。

（1）儀器C為蒸餾燒瓶，冷凝水的流向是“下進(jìn)上出”，所以裝置丙冷凝管的進(jìn)水入口為a；

因此，本題正確答案是：蒸餾燒瓶；a；

（2）乙的作用是干燥SO2，丁的作用是干燥氯氣，所以乙、丁中的試劑都是濃硫酸；

因此，本題正確答案是：濃硫酸；

（3）A.98.3%硫酸缺少水，硫酸電離很少，大多以分子形式存在，而Na2SO3(s)和H2SO4的反應(yīng)是在H2SO4電離成離子的情況下才能順利進(jìn)行，故A錯誤；

B. 同溫同壓下，實驗中通過觀察乙、丁導(dǎo)管口產(chǎn)生氣泡的速率相等，可控制兩種反應(yīng)物體積相等，故B正確；

C. 裝置戊上方分液漏斗中最好選用飽和NaCl溶液，才能減小氯氣的溶解度，故C錯誤；

D．裝置己可吸收二氧化硫和氯氣，防止污染，同時吸收空氣中的水，防止硫酰氯變質(zhì)，故D正確。

因此，本題正確答案是：BD；

(4)氯磺酸(ClSO3H)加熱分解，也能制得硫酰氯，根據(jù)質(zhì)量守恒配平，反應(yīng)方程式為：2ClSO3HSO2Cl2+H2SO4，

因此，本題正確答案是：2ClSO3HSO2Cl2+H2SO4；

(5)由分解反應(yīng)SO2Cl2=SO2+Cl2可知，分解產(chǎn)生少量氯氣，氯氣為黃綠色，溶解在其中，會導(dǎo)致硫酰氯發(fā)黃；

因此，本題正確答案是：SO2Cl2=SO2+Cl2，分解產(chǎn)生的氯氣溶解在其中；

(6) 若反應(yīng)中消耗的氯氣體積為896 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，氯氣的物質(zhì)的量為0.04mol，由化學(xué)方程式SO2+Cl2 =SO2Cl2可知，理論上生成硫酰氯0.04mol，

所以硫酰氯的理論產(chǎn)量m=nM=(32+32+71)g/mol=5.4g，

產(chǎn)率=100%=100%=75%。

因此，本題正確答案是：75%。