Question

【題目】磺酰氯(SO2Cl2)在醫(yī)藥、染料行業(yè)有重要用途，也可用于制備表面活性劑。沸點(diǎn)為69.2℃，遇水水解，劇烈反應(yīng)生成兩種強(qiáng)酸。學(xué)習(xí)小組在實(shí)驗(yàn)室用SO2和Cl2在活性炭作用下，制備SO2Cl2并測(cè)定產(chǎn)品純度，設(shè)計(jì)如圖實(shí)驗(yàn)如圖1(夾持裝置略去)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

Ⅰ.SO2的制備

（1）欲收集一瓶干燥的SO2，裝置中氣流方向合理的連接順序?yàn)?/span>____(填小寫(xiě)字母)。

（2）A裝置分液漏斗中裝的是70%的硫酸溶液，A中反應(yīng)的化學(xué)方程式為____。

Ⅱ.SO2Cl2的制備和純度的測(cè)定

將上述收集到的SO2充入注射器h中，用圖2裝置制備SO2Cl2。

（3）儀器e的名稱(chēng)為____，b中試劑的名稱(chēng)為____。

（4）f的作用是____。

（5）取反應(yīng)后的產(chǎn)品4.0g，配成200mL溶液；取出20.00mL，用0.5000mol ·L-1NaOH溶液滴定；達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)消耗標(biāo)準(zhǔn)液的體積為20.00mL(雜質(zhì)不參加反應(yīng))。

①產(chǎn)品加水配成溶液時(shí)發(fā)生的反應(yīng)為____。

②SO2Cl2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為____。(保留三位有效數(shù)字)。

Answer 1

【答案】adecbf或adecbdef Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O 冷凝管或球形冷凝管 飽和食鹽水 防止水蒸氣進(jìn)入d使SO2Cl2水解 SO2Cl2+2H2O= H2SO4+2HCl 84.4%

【解析】

(1)收集一瓶干燥的SO2，則須先制取氣體，然后提純，再收集，因?yàn)槎�氧化硫有毒、易溶于水，還要對(duì)尾氣進(jìn)行吸收處理，據(jù)此分析解答；

(2)A中是生成二氧化硫的反應(yīng)；

(3)鹽酸容易揮發(fā)，生成的氯氣中會(huì)混入氯化氫，據(jù)此分析解答；

(4)無(wú)水氯化鈣具有吸水性，結(jié)合SO2Cl2遇水易水解分析解答；

(5)①SO2Cl2遇水水解，劇烈反應(yīng)生成兩種強(qiáng)酸，即生成鹽酸和硫酸；②根據(jù)NaOH 與鹽酸、硫酸反應(yīng)，得到SO2Cl2的物質(zhì)的量，從而得出質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

(1)根據(jù)圖示，裝置A可以用來(lái)制取二氧化硫，生成的二氧化硫中混有水蒸氣，可以通入C中干燥，用B收集，多余的二氧化硫用氫氧化鈉溶液吸收，防止污染；因此欲收集一瓶干燥的SO2，裝置的導(dǎo)管按氣流方向連接的順序是：a通過(guò)導(dǎo)管d把二氧化硫?qū)�入試劑瓶中進(jìn)行干燥，通過(guò)e導(dǎo)管導(dǎo)出后，通過(guò)c導(dǎo)管導(dǎo)入集氣瓶中收集，為了防止二氧化硫逸出擴(kuò)散到空氣中污染環(huán)境，應(yīng)該把b導(dǎo)管連接到f導(dǎo)管上，為防止通過(guò)D吸收逸出的二氧化硫的水逸到B中，把b導(dǎo)管連接到d把二氧化硫?qū)�入試劑瓶中進(jìn)行干燥，通過(guò)e導(dǎo)管導(dǎo)出后，連接f，故答案為：adecbf或adecbdef；

(2)A裝置分液漏斗中裝的是70%的硫酸溶液，生成二氧化硫的反應(yīng)方程式為H2SO4+Na2SO3=SO2↑+Na2SO4+H2O，故答案為：H2SO4+Na2SO3=SO2↑+Na2SO4+H2O；

(3)根據(jù)圖示，e為球形冷凝管；b的作用是除去氯氣中混有的氯化氫氣體，故b中試劑為飽和食鹽水，故答案為：(球形)冷凝管；飽和食鹽水；

(4)SO2Cl2遇水易水解，故f的作用的防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入到d，故答案為：防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入到d使SO2Cl2水解；

(5)①SO2Cl2遇水水解，劇烈反應(yīng)生成兩種強(qiáng)酸，即為同時(shí)生成鹽酸和硫酸，方程式為：2H2O+SO2Cl2=H2SO4+2HCl；故答案為：2H2O+SO2Cl2=H2SO4+2HCl；

②根據(jù)2H2O+SO2Cl2=H2SO4+2HCl得到，SO2Cl2～4H+～4OH-的關(guān)系，消耗氫氧化鈉的物質(zhì)的量為0.5000molL-1×20.00×10-3L=0.01mol，故n(SO2Cl2)= =0.0025mol，配成 200mL 溶液，取出 20.00mL，所以n(SO2Cl2)總=0.0025mol×10=0.025mol，m(SO2Cl2)=n×M=0.025mol×135g/mol=3.375g，質(zhì)量分?jǐn)?shù)=×100%=84.4%，故答案為：84.4%。