Question

【题目】硫酰氯(SO2Cl2)对眼和上呼吸道黏膜有强烈的刺激性，但其在工业上有重要作用。其与硫酸的部分性质如下表：

物质	熔点/℃	沸点/℃	其他性质
SO2Cl2	-54.1	69.1	①遇水易水解，产生大量白雾，生成两种强酸 ②易分解:SO2Cl2 SO2↑+Cl2↑
H2SO4	10.4	338	强吸水性、稳定不易分解

实验室用干燥纯净的氯气和过量的二氧化硫在活性炭的催化作用下合成硫酰氯，反应方程式为:SO2(g)+Cl2(g)=SO2Cl2(1)H<0，其实验装置如图所示(夹持仪器已省略):

(1)仪器A的名称为____________，冷却水应该从______(填“a”或“b”)口进入。

(2)仪器B中盛放的药品是__________。

(3)实验时，装置戊中发生反应的化学方程式为____________。

(4)若缺少装置乙和丁，则硫酰氯会水解，硫酰氯水解的化学方程式为___________。

(5)反应一段时间后，需在丙装置的三颈瓶外面加上冷水浴装置，其原因是__________。

(6)实验开始时，戊中开始加入12.25gKC1O3，假设KC1O3在过量盐酸作用下完全转化为Cl2，实验结束后得到32.4g纯净的硫酰氯，则硫酰氯的产率为______。

(7)少量硫酰氯也可用氙磺酸(ClSO2OH)直接分解获得，反应方程式为:2ClSO2OH=H2SO4+SO2Cl2。

①在分解产物中分离出硫酰氯的实验操作名称是_____，现实验室提供的玻璃仪器有漏斗、烧杯、蒸发皿、酒精灯、接液管、锥形瓶，该分离操作中还需要补充的玻璃仪器是_____、_____、_____。

②分离出的产品中往往含有少量的H2SO4，请设计实验方案检验产品中有硫酸(可选试剂:稀盐酸、稀硝酸、BaCl2溶液、蒸馏水、紫色石蕊试液):___________________。

Answer 1

【答案】 直形冷凝管 a 碱石灰 KClO3+6HCl（浓）=KCl+3Cl2↑+3H2O SO2Cl2+H2O=H2SO4+2HCl 由于制备反应为放热反应，反应一段时间后温度升高，可能会导致产品分解或挥发 80% 蒸馏 蒸馏烧瓶 温度计 冷凝管 取一定量产品加热到100℃以上充分反应后，取少许剩余的液体加入到紫色石蕊溶液，观察到溶液变红，则证明含有H2SO4。（或取剩余的液体少许加入到BaCl2溶液和稀盐酸的混合液中，产生白色沉淀，则证明含有H2SO4。）

【解析】二氧化硫和氯气合成硫酰氯：丙装置：SO2（g）+Cl2（g）=SO2Cl2（l），硫酰氯会水解，仪器B中盛放的药品是碱石灰防止空气中的水蒸气进入装置，同时吸收挥发出去的二氧化硫和氯气，戊装置：浓盐酸和氯酸钾反应制取氯气，浓盐酸易挥发，制取的氯气中含有氯化氢，丁装置：除去Cl2中的HCl，乙装置：干燥二氧化硫；

（1）根据图示判断仪器，采用逆流的冷凝效果好，判断冷凝管的进水口；
（2）仪器B中盛放的药品是碱石灰防止空气中的水蒸气进入装置，同时吸收挥发出去的二氧化硫和氯气；
（3）实验时，装置戊中氯酸钾+5价的氯和盐酸中-1价的氯发生氧化还原反应生成氯气；
（4）SO2Cl2遇水生成硫酸和氯化氢，根据原子守恒书写；
（5）丙装置：SO2（g）+Cl2（g）=SO2Cl2（l）H<0，反应放热，受热易分解；

（6）根据多步反应进行计算；

（7）①二者沸点相差较大，采取蒸馏法进行分离，根据蒸馏实验的操作步骤确定需要的仪器；
②氯磺酸（ClSO3H）分解：2ClSO3H═H2SO4+SO2Cl2，设计实验方案检验产品，需检验氢离子、检验硫酸根离子。

（1）根据图示，仪器A的名称是：直形冷凝管；冷凝管采用逆流时冷凝效果好，所以冷凝管中的冷却水进口为a，正确答案为：直形冷凝管；a；
（2）丙装置：SO2（g）+Cl2（g）=SO2Cl2，二氧化硫、氯气为有毒的酸性气体，产物硫酰氯会水解，所以仪器B中盛放的药品是碱性物质碱石灰，可防止空气中的水蒸气进入装置，同时吸收挥发出去的二氧化硫和氯气，正确答案为：碱石灰；
（3）浓盐酸和氯酸钾发生反应生成KCl、氯气和水，反应为：6HCl（浓）+KClO3=KCl+3Cl2↑+3H2O，正确答案：6HCl（浓）+KClO3=KCl+3Cl2↑+3H2O

（4）SO2Cl2遇水生成硫酸和氯化氢，反应的水解方程式为：SO2Cl2+2H2O═H2SO4+2HCl，正确答案为： SO2Cl2+2H2O═H2SO4+2HCl；
（5）制取SO2Cl2是放热反应，导致反应体系的温度升高，而SO2Cl2受热易分解:SO2Cl2 SO2↑+Cl2↑，SO2Cl2的沸点是69.1℃，受热易挥发，所以为防止分解、挥发必需进行冷却，正确答案：由于制备反应为放热反应，反应一段时间后温度升高，可能会导致产品分解或挥发；

（6）由反应方程式：6HCl（浓）+KClO3=KCl+3Cl2↑+3H2O和SO2（g）+Cl2（g）=SO2Cl2得：

关系式： KClO3 ∽ 3SO2Cl2

122.5g 405g

12.25g m（SO2Cl2）

m（SO2Cl2）=40.5g，所以SO2Cl2的产率：32.4g/40.5g×100%=80%，正确答案：80%；

（7）①二者为互溶的液体，沸点相差较大，可采取蒸馏法进行分离；根据蒸馏实验的操作步骤确定需要的玻璃仪器：酒精灯、蒸馏烧瓶、冷凝管、温度计、接液管、锥形瓶 ，所以缺少的玻璃仪器有：蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管，正确答案：蒸馏；蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管；

②氯磺酸（ClSO3H）分解反应为：2ClSO3H=H2SO4+SO2Cl2，取产物在干燥条件下加热至100℃以上完全分解，冷却后加水稀释；取少量溶液滴加紫色石蕊试液变红，证明溶液呈酸性，再取少量溶液，加入BaCl2溶液和盐酸的混合溶液产生白色沉淀，说明含有H2SO4，或取反应后的产物直接加BaCl2溶液和盐酸混合溶液，有白色沉淀，证明含有硫酸根离子，再滴加紫色石蕊试液变红，说明含有H2SO4；正确答案为：取产物在干燥条件下加热至100℃以上完全分解，冷却后加水稀释；取少量溶液滴加紫色石蕊试液变红，证明溶液呈酸性，再取少量溶液，加入BaCl2溶液和盐酸的混合溶液产生白色沉淀，说明含有H2SO4，或取反应后的产物直接加BaCl2溶液和盐酸混合溶液，有白色沉淀，证明含有硫酸根离子，再滴加紫色石蕊试液变红，说明含有H2SO4。