Question

9．氯化法是合成硫酰氯（SO₂Cl₂）的常用方法，实验室合成硫酰氯（SO₂Cl₂）的反应和实验装置如下：
SO₂（g）+Cl₂（g）$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$SO₂Cl₂（l）△H=-97.3kJ/mol．
有关信息如下：硫酰氯通常条件下为无色液体，熔点为-54.1℃，沸点为69.1℃，在潮湿空气中“发烟”；100℃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）装置甲中仪器A的名称为冷凝管，甲中活性炭的作用是催化剂，B的作用为防止水蒸气进入；
（2）装置丁中发生反应的离子方程式为Cl^-+ClO^-+2H⁺=Cl₂↑+H₂O；
（3）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2C1SO₃H$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SO₂Cl₂+H₂SO₄，分离产物的方法是C（填字母）．；
A．重结晶      B．过滤      C．蒸馏       D．萃取
（4）装置丙的作用为除去HCl气体，若缺少装置乙，氯气和二氧化硫可能发生反应的化学方程式为Cl₂+SO₂+2H₂O=2HCl+H₂SO₄；
（5）为提高本实验中硫酰氯的产率，在实验操作中需要注意的事项有①②③（填序号）．
①先通冷凝水，再通气            
②控制气流速率，宜慢不宜快
③若三颈烧瓶发烫，可适当降温    
④加热三颈烧瓶．

Answer 1

分析 （1）根据仪器的构造可判断装置甲中仪器A的名称；该反应需要催化剂，则甲中活性炭的作用是催化剂；硫酰氯在潮湿空气中“发烟”，而空气中含有水蒸气；
（2）装置丁是提供氯气的，在酸性溶液中漂白粉能氧化氯离子生成氯气；
（3）氯磺酸（C1SO₃H）加热分解，也能制得硫酰氯与另外一种物质，根据原子守恒可知另一种生成物是硫酸；硫酰氯通常条件下为无色液体，熔点为-54.1℃，沸点为69.1℃，而硫酸沸点高；
（4）生成的氯气中含有氯化氢；氯气和二氧化硫可能发生反应生成硫酸；
（5）由于硫酰氯通常条件下为无色液体，熔点为-54.1℃，沸点为69.1℃，在潮湿空气中“发烟”；100℃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．

解答 解：（1）根据仪器的构造可判断装置甲中仪器A的名称为冷凝管或蛇形冷凝管或环形冷凝管；该反应需要催化剂，则甲中活性炭的作用是催化剂；硫酰氯在潮湿空气中“发烟”，而空气中含有水蒸气，则B的作用为防止水蒸气进入，故答案为：冷凝管或蛇形冷凝管或环形冷凝管；催化剂；防止水蒸气进入；
（2）装置丁是提供氯气的，在酸性溶液中漂白粉能氧化氯离子生成氯气，则装置丁中发生反应的离子方程式为Cl^-+ClO^-+2H⁺=Cl₂↑+H₂O，故答案为：Cl^-+ClO^-+2H⁺=Cl₂↑+H₂O；
（3）氯磺酸（C1SO₃H）加热分解，也能制得硫酰氯与另外一种物质，根据原子守恒可知另一种生成物是硫酸，因此该反应的化学方程式为2C1SO₃H$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SO₂Cl₂+H₂SO₄；硫酰氯通常条件下为无色液体，熔点为-54.1℃，沸点为69.1℃，而硫酸沸点高，则分离产物的方法是蒸馏，答案选C，故答案为：2C1SO₃H$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SO₂Cl₂+H₂SO₄；C；
（4）生成的氯气中含有氯化氢，所以装置丙的作用为除去HCl气体．氯气具有强氧化性，能氧化SO2，装置乙是干燥氯气的，因此若缺少装置乙，氯气和二氧化硫可能发生反应的化学方程式为Cl₂+SO₂+2H₂O=2HCl+H₂SO₄，故答案为：除去HCl气体；Cl₂+SO₂+2H₂O=2HCl+H₂SO₄；
（5）由于硫酰氯通常条件下为无色液体，熔点为-54.1℃，沸点为69.1℃，在潮湿空气中“发烟”；100℃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，因此为提高本实验中硫酰氯的产率，在实验操作中需要注意的事项有①先通冷凝水，再通气，②控制气流速率，宜慢不宜快，③若三颈烧瓶发烫，可适当降温，但不能加热三颈烧瓶，否则会加速分解，答案选①②③．故答案为：①②③．

点评 本题考查实验制备方案，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，注意对物质性质信息的应用，难度中等．