Question

【题目】硫酰氯(SO2Cl2)是一种重要的化工试剂，实验室合成硫酰氯的实验装置如图所示：

已知：①SO2(g)+Cl2(g)SO2Cl2(l) △H=-97.3kJmol-1

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“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。

(1)仪器a为恒压分液漏斗，与普通分液漏斗相比，其优点是_________。

(2)仪器b的名称为_________。

(3)装置E为储气装置，用于提供氯气，则分液漏斗c中盛放的试剂为___。当装置E中排出氯气1.12L(已折算成标准状况)时，最终得到5.4g纯净的硫酰氯，则硫酰氯的产率 _________。为提高硫酰氯的产率，本实验操作中还需要注意的事项有___(只答一条即可)。

(4)氯磺酸(ClSO3H)加热分解，也能制得硫酰氯与另外一种物质，该反应的化学方程式为_________，分离两种产物的方法是_________。

(5)若将SO2、Cl2按照一定比例通入水中，请设计简单实验验证二者是否恰好完全反应。_________(简要描述实验步骤、现象和结论)。仪器自选；供选择试剂：滴加酚酞的氢氧化钠溶液、氯化亚铁溶液、硫氰化钾溶液、品红溶液。

(6)长期存放的硫酰氰会发黄，其原因可能为_________。

Answer 1

【答案】平衡分液漏斗内外气压，便于液体顺利流下 冷凝管 饱和食盐水 80% 控制气体流速，宜慢不宜快或对三颈烧瓶进行适当的降温等 2C1SO3HSO2Cl2+H2SO4 蒸馏 取少量溶液，向其中加入品红溶液，若品红溶液不褪色，说明二者恰好完全反应，否则，二者未完全反应 溶解硫酰氯分解生成的氯气

【解析】

将恒压分液漏斗中的硫酸滴入烧瓶中，发生复分解反应产生SO2气体，在装置B中经浓硫酸干燥后，进入装置C；将分液漏斗中的饱和NaCl溶液滴入装置E，将E中的Cl2经装置D中浓硫酸干燥后进入装置C，在装置C中SO2、Cl2发生反应：SO2(g)+Cl2(g)SO2Cl2(l)，合成硫酰氯，然后根据物质的性质、仪器的结构等逐一分析解答。

(1)仪器a为恒压分液漏斗，与普通分液漏斗相比，其优点是可以平衡分液漏斗内外气压，便于液体顺利流下；

(2)由仪器b的结构特征，可知b为冷凝管；

(3)利用分液漏斗中的液体将装置E的氯气排出，与二氧化硫在装置C中反应，为了降低Cl2的溶解度，可根据Cl2与水的反应是可逆反应的特点，在分液漏斗盛装饱和食盐水；11.2 L标准状况下的氯气的物质的量n(Cl2)==0.05 mol，根据反应方程式可知反应产生的硫酰氯的物质的量为n(SO2Cl2)= n(Cl2)=0.05 mol，故理论上生成SO2Cl2的质量m(SO2Cl2)=0.05 mol×135 g/mol=6.75 g，所以其产率为×100%=80%；该反应的正反应是气体体积减小的放热反应，为提高本实验中硫酰氯的产率，可以控制气体流速，宜慢不宜快，使其充分反应，由于100℃以上SO2Cl2开始分解，该反应为放热反应，可以对三颈烧瓶进行适当的降温；

(4)氯磺酸(C1SO3H)加热分解，也能制得硫酰氯(SO2Cl2)与另外一种物质，由元素守恒可知，另外物质含有H元素，C1SO3H中S、Cl原子数目之比为1：1，而SO2Cl2中S、Cl原子数目之比为1：2，故另外物质中含有S元素，结合原子守恒可知另外物质为H2SO4，反应方程式为：2C1SO3HSO2Cl2+H2SO4；二者为互溶的液体物质，沸点相差较大，可采取蒸馏法进行分离；

(5)二氧化硫溶液与氯水都可以漂白品红溶液，若二者恰好完全反应得到盐酸、硫酸，反应方程式为：SO2+Cl2+2H2O=2HCl+H2SO4，反应产生的硫酸和盐酸不具有漂白性，所以不能使品红溶液褪色，所以检验二者是否恰好完全反应方案为：取少量溶液，向其中加入品红溶液，若品红溶液不褪色，说明二者恰好完全反应，否则，二者未完全反应；

(6)100℃以上或长时间存放硫酰氯都易分解，生成二氧化硫和氯气，氯气为黄绿色气体，可能是溶解氯气所致。