Question

【题目】硫酰氯(SO2Cl2)常用作氯化剂和氯磺化剂，在染料、药品、除草剂和农用杀虫剂的生产过程中有重要作用。现在拟用干燥的Cl2和SO2在活性炭催化下制取硫酰氯。反应的化学方程式为：SO2(g)+ Cl2(g) =SO2Cl2(l) ΔH =97.3 kJ·mol1，实验装置如图所示(部分夹持装置未画出)。

已知：硫酰氯通常条件下为无色液体，熔点54.1℃，沸点69.1℃。在潮湿空气中“发烟”；长期放置或者100°C以上发生分解，生成二氧化硫和氯气。 回答下列问题：

(1)仪器C的名称是___________，冷凝管的进水方向______(填“a”或“b”)。

(2)乙、丁中的试剂是_______________________。

(3)下列操作或描述正确的是_________________。

A．将70%硫酸换成98.3%硫酸，可以加快制取SO2的速率

B．实验中通过观察乙、丁导管口产生气泡的速率相等，可控制两种反应物体积相等

C．装置戊上方分液漏斗中最好选用0.10 molL-1NaCl溶液，减小氯气的溶解度

D．装置己防止污染，又防止硫酰氯变质

(4)氯磺酸(ClSO3H)加热分解，也能制得硫酰氯，写出反应方程式：_____________。

(5)长期储存的硫酰氯会发黄，可能的原因是:_______。

(6)若反应中消耗的氯气体积为896 mL(标准状况下)，最后经过分离提纯得到4.05 g纯净的硫酰氯，则硫酰氯的产率为_______。(产率＝×100%)

Answer 1

【答案】蒸馏烧瓶 a 浓硫酸 BD 2ClSO3HSO2Cl2+H2SO4 SO2Cl2=SO2+Cl2，分解产生的氯气溶解在其中 75%

【解析】

本实验目的是用干燥的Cl2和SO2在活性炭催化下制取硫酰氯，甲为制取二氧化硫装置，戊为制取氯气装置，乙和丁均为除杂装置，己为吸收空气中水蒸气装置和吸收尾气。（6）中，根据物质的量之比等于化学方程式中计量数之比可推得，消耗氯气的量等于理论生成硫酰氯的物质的量，进而计算硫酰氯的产率。

（1）仪器C为蒸馏烧瓶，冷凝水的流向是“下进上出”，所以装置丙冷凝管的进水入口为a；

因此，本题正确答案是：蒸馏烧瓶；a；

（2）乙的作用是干燥SO2，丁的作用是干燥氯气，所以乙、丁中的试剂都是浓硫酸；

因此，本题正确答案是：浓硫酸；

（3）A.98.3%硫酸缺少水，硫酸电离很少，大多以分子形式存在，而Na2SO3(s)和H2SO4的反应是在H2SO4电离成离子的情况下才能顺利进行，故A错误；

B. 同温同压下，实验中通过观察乙、丁导管口产生气泡的速率相等，可控制两种反应物体积相等，故B正确；

C. 装置戊上方分液漏斗中最好选用饱和NaCl溶液，才能减小氯气的溶解度，故C错误；

D．装置己可吸收二氧化硫和氯气，防止污染，同时吸收空气中的水，防止硫酰氯变质，故D正确。

因此，本题正确答案是：BD；

(4)氯磺酸(ClSO3H)加热分解，也能制得硫酰氯，根据质量守恒配平，反应方程式为：2ClSO3HSO2Cl2+H2SO4，

因此，本题正确答案是：2ClSO3HSO2Cl2+H2SO4；

(5)由分解反应SO2Cl2=SO2+Cl2可知，分解产生少量氯气，氯气为黄绿色，溶解在其中，会导致硫酰氯发黄；

因此，本题正确答案是：SO2Cl2=SO2+Cl2，分解产生的氯气溶解在其中；

(6) 若反应中消耗的氯气体积为896 mL(标准状况下)，氯气的物质的量为0.04mol，由化学方程式SO2+Cl2 =SO2Cl2可知，理论上生成硫酰氯0.04mol，

所以硫酰氯的理论产量m=nM=(32+32+71)g/mol=5.4g，

产率=100%=100%=75%。

因此，本题正确答案是：75%。