Question

【题目】在有机化学中，硫酰氯(SO2Cl2)长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”；100°C以上开始分解，生成二氧化硫和氯气，长期放置也会发生分解。

回答下列问题：

（1）装置丙中作为反应容器的仪器的名称为_______，装置丙中球形冷凝管的作用是________；如何控制两种反应物体积相等：____________________________________。

（2）装置戊上方分液漏斗中最好选用下列试剂：_________________(选填字母)

A．蒸馏水 B．饱和食盐水 C．浓氢氧化钠溶液 D．6.0 molL-1盐酸

（3）若缺少装置己，硫酰氯(SO2Cl2)会和空气中的水反应而变质，其化学方程式是______________________________。

（4）氯磺酸(ClSO3H)加热分解，也能制得硫酰氯：2ClSO3HSO2Cl2 + H2SO4，分离两种产物的方法是_____________(选填字母)。

A．重结晶 B．过滤 C．蒸馏 D．萃取

（5）长期储存的硫酰氯会发黄，可能的原因是_________________________________(用化学方程式和必要的文字加以解释)。

（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___________。

（7）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）：___________________________。

Answer 1

【答案】 三颈烧瓶 冷凝回流导气 观察乙、丁导管口产生气泡的速度相等 B SO2Cl2+2H2O==H2SO4+2HCl C SO2Cl2=SO2+Cl2，分解产生少量的氯气溶解在其中 75% 取产物在干燥的环境中加热至100℃，待产物的质量不在改变时，冷却后将剩余物质加入到水中；取少量溶液加入石蕊试液，溶液变红；再取少量试液加入氯化钡溶液，产生白色沉淀，则说明产品中有硫酸

【解析】分析：用干燥的氯气和二氧化硫制备SO2Cl2，甲是用亚硫酸钠与硫酸反应制备二氧化硫，与氯气在活性炭催化作用下于丙装置内发生反应制备SO2Cl2；乙、丁盛放浓硫酸干燥气体，氯气和二氧化硫不能直接排放到空气中，用已装置中的碱石灰进行吸收。据此回答。

详解：（1）装置丙中作为反应容器的仪器，名称为三颈烧瓶；装置丙中球形冷凝管的作用是冷凝回流导气；通过调节旋塞或滴液的快慢控制气体流速，使装置乙和丁导管口产生气泡的速度相等；正确答案：三颈烧瓶；冷凝回流导气 ； 观察乙、丁导管口产生气泡的速度相等。

（2）A．蒸馏水可以溶解氯气；B．饱和食盐水溶解氯气的能力很小；C．浓氢氧化钠溶液与氯气发生反应；D．6.0 mol·L-1盐酸挥发逸出杂质气体氯化氢；正确选项B。

（3）硫酰氯(SO2Cl2)会和空气中的水反应而变质，生成硫酸和盐酸，化学方程式是：SO2Cl2+2H2O==H2SO4+2HCl；正确答案：SO2Cl2+2H2O==H2SO4+2HCl。

（4）两种产物都呈液态，且沸点差别较大，采用蒸馏方法进行分离，正确选项C。

（5）SO2Cl2=SO2+Cl2，分解产生少量的氯气溶解在其中，会导致硫酰氯会发黄；正确答案： SO2Cl2=SO2+Cl2，分解产生少量的氯气溶解在其中。

（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，根据反应SO2(g)+ Cl2(g) =SO2Cl2(l)可知，制备出的SO2Cl2的量为0.04mol，质量为0.04×135=5.4g，则硫酰氯的产率为4.05/5.4×100%=75%；正确答案：75%。

（7）由于SO2Cl2+2H2O==H2SO4+2HCl发生，所以要检验SO2Cl2中混有硫酸，就要先除去SO2Cl2，根据题给信息，进行如下操作：取产物在干燥的环境中加热至100℃，待产物的质量不在改变时，冷却后将剩余物质加入到水中；取少量溶液加入石蕊试液，溶液变红；再取少量试液加入氯化钡溶液，产生白色沉淀，则说明产品中有硫酸。正确答案：取产物在干燥的环境中加热至100℃，待产物的质量不在改变时，冷却后将剩余物质加入到水中；取少量溶液加入石蕊试液，溶液变红；再取少量试液加入氯化钡溶液，产生白色沉淀，则说明产品中有硫酸。