Question

【題目】硫酰氯(SO2Cl2)是一種重要的化工試劑，實(shí)驗(yàn)室合成硫酰氯的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示：

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

②硫酰氯常溫下為無(wú)色液體，熔點(diǎn)為-54.1℃，沸點(diǎn)為69.1℃，在潮濕空氣中“發(fā)煙”；

③100℃以上或長(zhǎng)時(shí)間存放硫酰氯都易分解，生成二氧化硫和氯氣。

(1)儀器a為恒壓分液漏斗，與普通分液漏斗相比，其優(yōu)點(diǎn)是_________。

(2)儀器b的名稱為_________。

(3)裝置E為儲(chǔ)氣裝置，用于提供氯氣，則分液漏斗c中盛放的試劑為___。當(dāng)裝置E中排出氯氣1.12L(已折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況)時(shí)，最終得到5.4g純凈的硫酰氯，則硫酰氯的產(chǎn)率 _________。為提高硫酰氯的產(chǎn)率，本實(shí)驗(yàn)操作中還需要注意的事項(xiàng)有___(只答一條即可)。

(4)氯磺酸(ClSO3H)加熱分解，也能制得硫酰氯與另外一種物質(zhì)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________，分離兩種產(chǎn)物的方法是_________。

(5)若將SO2、Cl2按照一定比例通入水中，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證二者是否恰好完全反應(yīng)。_________(簡(jiǎn)要描述實(shí)驗(yàn)步驟、現(xiàn)象和結(jié)論)。儀器自選；供選擇試劑：滴加酚酞的氫氧化鈉溶液、氯化亞鐵溶液、硫氰化鉀溶液、品紅溶液。

(6)長(zhǎng)期存放的硫酰氰會(huì)發(fā)黃，其原因可能為_________。

Answer 1

【答案】平衡分液漏斗內(nèi)外氣壓，便于液體順利流下 冷凝管 飽和食鹽水 80% 控制氣體流速，宜慢不宜快或?qū)θ�頸燒瓶進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕禍氐?/span> 2C1SO3HSO2Cl2+H2SO4 蒸餾 取少量溶液，向其中加入品紅溶液，若品紅溶液不褪色，說(shuō)明二者恰好完全反應(yīng)，否則，二者未完全反應(yīng) 溶解硫酰氯分解生成的氯氣

【解析】

將恒壓分液漏斗中的硫酸滴入燒瓶中，發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)產(chǎn)生SO2氣體，在裝置B中經(jīng)濃硫酸干燥后，進(jìn)入裝置C；將分液漏斗中的飽和NaCl溶液滴入裝置E，將E中的Cl2經(jīng)裝置D中濃硫酸干燥后進(jìn)入裝置C，在裝置C中SO2、Cl2發(fā)生反應(yīng)：SO2(g)+Cl2(g)SO2Cl2(l)，合成硫酰氯，然后根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)、儀器的結(jié)構(gòu)等逐一分析解答。

(1)儀器a為恒壓分液漏斗，與普通分液漏斗相比，其優(yōu)點(diǎn)是可以平衡分液漏斗內(nèi)外氣壓，便于液體順利流下；

(2)由儀器b的結(jié)構(gòu)特征，可知b為冷凝管；

(3)利用分液漏斗中的液體將裝置E的氯氣排出，與二氧化硫在裝置C中反應(yīng)，為了降低Cl2的溶解度，可根據(jù)Cl2與水的反應(yīng)是可逆反應(yīng)的特點(diǎn)，在分液漏斗盛裝飽和食鹽水；11.2 L標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氯氣的物質(zhì)的量n(Cl2)==0.05 mol，根據(jù)反應(yīng)方程式可知反應(yīng)產(chǎn)生的硫酰氯的物質(zhì)的量為n(SO2Cl2)= n(Cl2)=0.05 mol，故理論上生成SO2Cl2的質(zhì)量m(SO2Cl2)=0.05 mol×135 g/mol=6.75 g，所以其產(chǎn)率為×100%=80%；該反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體體積減小的放熱反應(yīng)，為提高本實(shí)驗(yàn)中硫酰氯的產(chǎn)率，可以控制氣體流速，宜慢不宜快，使其充分反應(yīng)，由于100℃以上SO2Cl2開(kāi)始分解，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，可以對(duì)三頸燒瓶進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕禍兀?/span>

(4)氯磺酸(C1SO3H)加熱分解，也能制得硫酰氯(SO2Cl2)與另外一種物質(zhì)，由元素守恒可知，另外物質(zhì)含有H元素，C1SO3H中S、Cl原子數(shù)目之比為1：1，而SO2Cl2中S、Cl原子數(shù)目之比為1：2，故另外物質(zhì)中含有S元素，結(jié)合原子守恒可知另外物質(zhì)為H2SO4，反應(yīng)方程式為：2C1SO3HSO2Cl2+H2SO4；二者為互溶的液體物質(zhì)，沸點(diǎn)相差較大，可采取蒸餾法進(jìn)行分離；

(5)二氧化硫溶液與氯水都可以漂白品紅溶液，若二者恰好完全反應(yīng)得到鹽酸、硫酸，反應(yīng)方程式為：SO2+Cl2+2H2O=2HCl+H2SO4，反應(yīng)產(chǎn)生的硫酸和鹽酸不具有漂白性，所以不能使品紅溶液褪色，所以檢驗(yàn)二者是否恰好完全反應(yīng)方案為：取少量溶液，向其中加入品紅溶液，若品紅溶液不褪色，說(shuō)明二者恰好完全反應(yīng)，否則，二者未完全反應(yīng)；

(6)100℃以上或長(zhǎng)時(shí)間存放硫酰氯都易分解，生成二氧化硫和氯氣，氯氣為黃綠色氣體，可能是溶解氯氣所致。