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【题目】硫酰氯(SO2Cl2)是一种重要的化工试剂,实验室利用SO2(g)和Cl2(g)合成硫酰氯的实验装置如下图所示(夹持装置已省略):

己知:①SO2(g)+Cl2(g)SO2Cl2(I) ΔH=-97kJ/mol;

②硫酰氯常温下为无色液体,熔点为-54.1℃,沸点为69.1℃,在潮湿空气中易“发烟”;

③100℃以上或长时间存放硫酰氯都易分解,生成二氧化硫和氯气

回答下列问题:

(1)装置H的名称是_______________,装置E中活性炭的作用是 _____________

(2)请指出下列装置中应盛入的试剂:B_____________、F________________

(3)若采用实验室制法制取Cl2,其发生装置应选择_________装置 (用A、B、C等编号填空〉,其中发生反应的离子方程式为____________________

(4)为什么硫酰氯在潮湿空气中易“发烟”____________ (结合化学方程式说明)。

(5)为了使通入反应器的SO2和Cl2达到最佳反应比例,可观察_________(填现象)来反映通入气体的速率,利用反应液的滴加快慢对气体通入速率加以控制。

(6)该装置尚存在明显的缺陷,请指出_____________________

【答案】 冷凝管 利用活性炭对气体的吸附作用,提供反应载体 饱和食盐水 浓硫酸 A MnO2+2Cl-+4H+Mn2++Cl2↑+2H2O SO2Cl2 +2H2O === H2SO4+2HCl,HCl结合水蒸汽形成白雾 装置C和F中产生气泡的快慢 末端没有尾气处理装置和干燥装置,污染大、外界水蒸汽易进行装置内

【解析】根据装置图可知,装置A用于提供氯气,B、C为除杂装置,G为生成二氧化硫的装置,硫酰氯易水解,因此氯气与二氧化硫需干燥,干燥氯气与二氧化硫的反应需要用活性碳作催化剂,硫酰氯易水解易挥发,所以在三颈烧瓶上方应连接一个冷凝管和装有碱石灰的干燥管。

(1)根据装置图,装置H是冷凝管,装置E中活性炭具有吸附性,可以提供反应的载体,作催化剂,故答案为:冷凝管 (2). 利用活性炭对气体的吸附作用,提供反应载体(或催化剂);

(2) B、C为除去氯气中的氯化氢和水蒸气,因此B装置中应该盛放饱和食盐水,C中盛放浓硫酸,F为干燥二氧化硫的装置,可以选用浓硫酸,故答案为:饱和食盐水;浓硫酸;

(3)根据上述分析,若采用实验室制法制取Cl2,其发生装置应选择A装置,其中发生反应的离子方程式为MnO2+2Cl-+4H+Mn2++Cl2↑+2H2O,故答案为:A;MnO2+2Cl-+4H+Mn2++Cl2↑+2H2O;

(4) SO2Cl2 +2H2O = H2SO4+2HCl,HCl结合水蒸汽形成白雾,造成硫酰氯在潮湿空气中易发烟,故答案为:SO2Cl2 +2H2O = H2SO4+2HCl,HCl结合水蒸汽形成白雾;

(5)为了使通入反应器的SO2Cl2达到最佳反应比例,可观察装置CF中产生气泡的快慢来反映通入气体的速率,故答案为:装置CF中产生气泡的快慢;

(6)氯气和二氧化硫均能够污染空气,该装置中末端没有尾气处理装置和干燥装置,污染大、外界水蒸汽也易进行装置E内,故答案为:末端没有尾气处理装置和干燥装置,污染大、外界水蒸汽易进行装置内。

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4)根据下表提供的数据判断,熔点最高、硬度最大的是_______(填化学式)。

离子晶体

NaF

MgF2

AlF3

晶格能(KJ·mol-1

923

2957

5492

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指示剂

酚酞

甲基酸

变色范围(pH)

8.2-10.0

3.1-4.4

氢氧化物

Fe(OH)3

Fe(OH)2

Mg(OH)2

开始沉淀时pH

1.1

5.9

8.4

沉淀完全时pH

3.7

9.6

10.2

溶度积常数

4×10-34

8×10-16

2×10-13

(1)操作II和III中涉及的分离方法分别是___________________________

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1中加入的物质可以是___________(填标号)。

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N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) H = b kJ·mol-1

2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H = c kJ·mol-1

2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) H = d kJ·mol-1

上面转化关系反应后恢复至常温常压,根据以上信息写出中你所选物质参与反应的热化学方程

___________(如果所选物质不只一种,则只要写出其中一个热化学方程式即可)。

2)将烟气中的氮氧化物(NOx)转化为无害物质,这个过程称为脱硝。下面反应为处理方法之一:

4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g)H = -1625.5kJ·mol-1

若反应生成1molN2,则反应中转移的电子数为___________mol

使上述反应速率增大且平衡向右移动的措施是___________

氨氮比[n(NH3)/n(NO)]会直接影响该方法的脱硝率。350时,只改变氨气的投放量,反应物X的转化率与氨氮比的关系如图所示,则X___________(填化学式)。在体积为2L的容器中模拟进行上述反应,初始时加入8molNO3.5molO2,氨氮比为0.5时,该反应的平衡常数K =___________(保留二位小数)。当n(NH3)/n(NO)>1.0 时,烟气中NO浓度反而增大,主要原因是___________(用化学方程式表示)。

若上述反应在与外界绝热的容器中进行,氨氮比由0.5增加到1.0时,在此过程中该反应的平衡常数___________(填增大减小不变)。

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