Question

【題目】硫酰氯(SO2Cl2)是一種重要的化工試劑，氯化法是合成硫酰氯(SO2Cl2)的常用方法。實驗室合成硫酰氯的實驗裝置如下圖所示(部分夾持裝置未畫出)：

已知：① SO2(g) + Cl2(g)＝SO2Cl2(l) ΔH＝－97.3 kJ/mol。

② 硫酰氯常溫下為無色液體，熔點為－54.1℃，沸點為69.1℃，在潮濕空氣中“發(fā)煙”。

③ 100℃以上或長時間存放硫酰氯都易分解，生成二氧化硫和氯氣。

回答下列問題：

(1) 裝置A中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為___________。

(2) 裝置B的作用為_______________________________，若缺少裝置C，裝置D中SO2與Cl2還可能發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________。

(3) 儀器F的名稱為_________________，E中冷凝水的入口是___________(填“a”或“b”)，F的作用為_______________________________________________。

(4) 當(dāng)裝置A中排出氯氣1.12 L(已折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況)時，最終得到5.4 g純凈的硫酰氯，則硫酰氯的產(chǎn)率為____________。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) 氯磺酸(ClSO3H)加熱分解，也能制得硫酰氯2ClSO3H＝SO2Cl2 + H2SO4，分離產(chǎn)物的方法是_____

A．重結(jié)晶B．過濾 C．蒸餾D．萃取

(6) 長期存放的硫酰氯會發(fā)黃，其原因可能為_______________________。

Answer 1

【答案】2MnO4— + 10Cl— + 16H+＝2Mn2+ + 5Cl2↑+ 8H2O 除去HCl SO2 + Cl2 + 2H2O＝2HCl + H2SO4 球形干燥管 a 防止空氣中的水蒸汽進(jìn)入；吸收尾氣，防治污染空氣 80% ①②③ C 硫酰氯分解產(chǎn)生氯氣溶解在硫酰氯中導(dǎo)致其發(fā)黃

【解析】

由合成硫酰氯的實驗裝置可知，A中發(fā)生2KMnO4+16HCl=2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O，因濃鹽酸易揮發(fā)，B中飽和食鹽水可除去氯氣中的HCl氣體雜質(zhì)，C中濃硫酸可干燥氯氣，D為三頸燒瓶，D中發(fā)生SO2(g)+Cl2(g)═SO2Cl2(l)，E中冷卻水下進(jìn)上出效果好，結(jié)合信息②可知，F中堿石灰吸收尾氣、且防止水蒸氣進(jìn)入D中，據(jù)此解答(1)~(3)；

(4) ，由SO2(g)+Cl2(g)═SO2Cl2(l)可知，理論上生成SO2Cl2為；為提高本實驗中硫酰氯的產(chǎn)率，應(yīng)在低溫度下，且利于原料充分反應(yīng)；(5)生成物均為液體，但沸點不同；(6)由信息③可知，硫酰氯易分解。

(1)裝置A中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O，故答案為:2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O；

(2)裝置B的作用為除去HCl，若缺少裝置C，裝置D中SO2與Cl2還可能發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為SO2+Cl2+2H2O=2HCl+H2SO4，

故答案為：除去HCl;SO2+Cl2+2H2O=2HCl+H2SO4；

(3)儀器F的名稱為三頸燒瓶，為保證良好的冷凝效率，E中冷凝水的入口是a。硫酰氯在潮濕空氣中“發(fā)煙”說明其與水蒸汽可以發(fā)生反應(yīng)；實驗中涉及兩種有毒的反應(yīng)物氣體，它們有可能過量，產(chǎn)物也易揮發(fā)，因此，F的作用為吸收尾氣，防止污染空氣，防止水蒸氣進(jìn)入。

故答案為：球形干燥管；a；吸收尾氣，防止污染空氣，防止水蒸氣進(jìn)入；

(4) ，由SO2(g)+Cl2(g)═SO2Cl2(l)可知，理論上生成SO2Cl2為，最終得到5.4g純凈的硫酰氯，則硫酰氯的產(chǎn)率為，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，以保證冷凝效率；②控制氣流速率，宜慢不宜快，這樣可以提高原料氣的利用率；③若三頸燒瓶發(fā)燙，可適當(dāng)降溫，這樣可以減少產(chǎn)品的揮發(fā)和分解。結(jié)合信息可知不能加熱。

故答案為:80%；①②③；

(5)生成物均為液體，但沸點不同，可選擇蒸餾法分離，故答案為:C；

(6)由信息③可知，硫酰氯易分解，則長期存放的硫酰氯會發(fā)黃，其原因可能為硫酰氯分解產(chǎn)生氯氣，故答案為: 硫酰氯分解產(chǎn)生氯氣溶解在硫酰氯中導(dǎo)致其發(fā)黃。