Question

10．硫酰氯（SO₂Cl₂）常作氯化剂或氯磺化剂，用于制作药品、染料、表面活性剂等．有关物质的部分性质如表：

物质	熔点/℃	沸点/℃	其它性质
SO2Cl2	-54.1	69.1	①易水解，产生大量白雾 ②易分解：SO2Cl2$\frac{\underline{\;100℃\;}}{\;}$ SO2↑+Cl2↑
H2SO4	10.4	338	吸水性且不易分解

实验室用干燥、纯净的二氧化硫和氯气合成硫酰氯，装置如图所示（夹持仪器已省略），请回答有关问题：
（1）仪器A冷却水的进水口为a（填“a”或“b”）．
（2）仪器B中盛放的药品是碱石灰．
（3）实验时，装置丁中发生反应的离子方程式为ClO₃^-+5Cl^-+6H⁺=3Cl₂↑+3H₂O．
（4）装置丙的作用为除去Cl₂中的HCl，若缺少装置乙，则硫酰氯会水解，该反应的化学方程式为SO₂Cl₂+2H₂O═H₂SO₄+2HCl．
（5）少量硫酰氯也可用氯磺酸（ClSO₃H）分解获得，该反应的化学方程式为：2ClSO₃H═H₂SO₄+SO₂Cl₂，此方法得到的产品中会混有硫酸．
①从分解产物中分离出硫酰氯的方法是蒸馏．
②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、石蕊溶液）：取产物在干燥条件下加热至完全反应（或挥发或分解等），冷却后加水稀释；取少量溶液滴加紫色石蕊试液变红；再取少量溶液，加入BaCl₂溶液产生白色沉淀，说明含有H₂SO₄．或取反应后的产物直接加BCl₂溶液，有白色沉淀，再滴加紫色石蕊试液变红，说明含有H₂SO₄．

Answer 1

分析 二氧化硫和氯气合成硫酰氯：甲装置：SO₂（g）+Cl₂（g）$\frac{\underline{\;活性炭\;}}{\;}$SO₂Cl₂，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，丁装置：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，丙装置：除去Cl₂中的HCl，乙装置：干燥氯气．
（1）根据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，装置丁中氯酸钾+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）盐酸易挥发，制取的氯气中含有氯化氢，丙装置：除去Cl₂中的HCl；SO₂Cl₂遇水生成硫酸和氯化氢，根据原子守恒书写；
（5）①二者沸点相差较大，采取蒸馏法进行分离；
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．

解答 解：（1）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，
故答案为：a；
（2）甲装置：SO₂（g）+Cl₂（g）$\frac{\underline{\;活性炭\;}}{\;}$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，
故答案为：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，离子方程式为：ClO₃^-+5Cl^-+6H⁺=3Cl₂↑+3H₂O，
故答案为：ClO₃^-+5Cl^-+6H⁺=3Cl₂↑+3H₂O；
（4）盐酸易挥发，制取的氯气中含有氯化氢，氯气难溶于饱和食盐水，HCl易溶于水，而氯气难溶于饱和食盐水，可用饱和NaCl溶液除去Cl₂中的少量HCl，所以丙装置作用为：除去Cl₂中的HCl；SO₂Cl₂遇水生成硫酸和氯化氢，反应的水解方程式为：SO₂Cl₂+2H₂O═H₂SO₄+2HCl，
故答案为：除去Cl₂中的HCl；SO₂Cl₂+2H₂O═H₂SO₄+2HCl；
（5）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，
故答案为：蒸馏；
②氯磺酸（ClSO₃H）分解反应为2ClSO₃H$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$H₂SO₄+SO₂Cl₂，取产物在干燥条件下加热至完全反应（或挥发或分解等），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溶液产生白色沉淀，说明含有H₂SO₄，或取反应后的产物直接加BCl₂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，
故答案为：取产物在干燥条件下加热至完全反应（或挥发或分解等），冷却后加水稀释；取少量溶液滴加紫色石蕊试液变红；再取少量溶液，加入BaCl₂溶液产生白色沉淀，说明含有H₂SO₄．或取反应后的产物直接加BCl₂溶液，有白色沉淀，再滴加紫色石蕊试液变红，说明含有H₂SO₄．

点评 本题考查实验制备方案的设计，题目难度中等，涉及对反应原理、装置及操作的分析评价、对仪器的识别、物质的分离提纯等知识，注意对物质性质信息的应用，试题培养了学生的分析、理解能力及化学实验能力．