Question

13．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）$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$SO₂Cl₂（l）△H=-97.3kJ•mol^-1
②硫酰氯常溫下為無色液體，熔點(diǎn)為-54.1℃，沸點(diǎn)為69.1℃，在潮濕空氣中“發(fā)煙”；
③100℃以上或長時(shí)間存放硫酰氯都易分解，生成二氧化硫和氯氣．
回答下列問題：
（1）配平裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：
2KMnO4+16HCl-2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O
（2）裝置C中盛裝的液體名稱為濃硫酸．
（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)，冷卻水應(yīng)該從球形冷凝管的b（填“a”或“b”）口通入．
（4）裝置F的作用為防止空氣中的水分進(jìn)入裝置．
（5）長期存放的硫酰氯會(huì)發(fā)黃，其原因可能為溶解硫酰氯分解生成的氯氣．
（6）將SO₂氣體通入BaCl₂溶液中，無明顯現(xiàn)象，再通入某種氣體，產(chǎn)生白色沉淀，該氣體不可能是c（填序號(hào)）．
a．NH₃  b．NO₂  c．CO₂  d．Cl₂
（7）氯磺酸（ClSO₃H）加熱分解，也能制得硫酰氯（SO₂Cl₂）與另外一種物質(zhì)，該分解反應(yīng)的化學(xué)方程式為2C1SO₃H$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SO₂Cl₂+H₂SO₄，分離兩種產(chǎn)物的方法是蒸餾．

Answer 1

分析 （1）利用化合價(jià)升降法結(jié)合元素守恒配平化學(xué)方程式；
（2）該實(shí)驗(yàn)A中用濃鹽酸與高錳酸鉀制得的氯氣中有氯化氫和水雜質(zhì)，需要除去，結(jié)合裝置可知，B中裝飽和食鹽水除去氯化氫，C裝置中裝濃硫酸除去水，得干燥氯氣；
（3）根據(jù)逆流冷卻的效果好判斷冷卻水的進(jìn)口；
（4）硫酰氯在潮濕空氣中“發(fā)煙”，所以制硫酰氯時(shí)要防止潮濕空氣進(jìn)入裝置；
（5）100℃以上或長時(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；
（6）SO₂氣體通入BaCl₂溶液中，再通入NH₃ 可生成亞硫酸鋇沉淀，通入NO₂或Cl₂都能將二氧化硫氧化成硫酸根離子，進(jìn)而生成硫酸鋇沉淀，而CO₂與SO₂、BaCl₂溶液無反應(yīng)；
（7）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H₂SO₄，二者沸點(diǎn)相差較大，采取蒸餾法進(jìn)行分離．

解答 解：（1）在反應(yīng)中錳從+7價(jià)降為+2價(jià)，氯從-1價(jià)升為0價(jià)，再結(jié)合元素守恒配平得方程式為2KMnO₄+16HCl=2KCl+2 MnCl₂+5Cl₂↑+8 H₂O，
故答案為：2、16、2、2、5、8；
（2）該實(shí)驗(yàn)A中用濃鹽酸與高錳酸鉀制得的氯氣中有氯化氫和水雜質(zhì)，需要除去，結(jié)合裝置可知，B中裝飽和食鹽水除去氯化氫，C裝置中裝濃硫酸除去水，得干燥氯氣，所以C裝置液體名稱為濃硫酸，
故答案為：濃硫酸；
（3）根據(jù)逆流冷卻的原理，冷卻水應(yīng)該從球形冷凝管的b口進(jìn)入，
故答案為：b；
（4）硫酰氯在潮濕空氣中“發(fā)煙”，所以制硫酰氯時(shí)要防止防止空氣中的水分進(jìn)入裝置，所以用裝置F，
故答案為：防止空氣中的水分進(jìn)入裝置；
（5）100℃以上或長時(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，所以長期存放的硫酰氯會(huì)發(fā)黃，可能是溶解氯氣所致，
故答案為：溶解硫酰氯分解生成的氯氣；
（6）SO₂氣體通入BaCl₂溶液中，再通入NH₃ 可生成亞硫酸鋇沉淀，通入NO₂或Cl₂都能將二氧化硫氧化成硫酸根離子，進(jìn)而生成硫酸鋇沉淀，而CO₂與SO₂、BaCl₂溶液無反應(yīng)，故選c；
（7）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：2C1SO₃H$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SO₂Cl₂+H₂SO₄；
二者為互溶液體，沸點(diǎn)相差較大，采取蒸餾法進(jìn)行分離，
故答案為：2C1SO₃H$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SO₂Cl₂+H₂SO₄；蒸餾．

點(diǎn)評(píng) 本題考查實(shí)驗(yàn)制備方案，涉及對(duì)反應(yīng)原理、裝置及操作的分析評(píng)價(jià)、對(duì)儀器的識(shí)別、物質(zhì)的分離提純等，注意對(duì)物質(zhì)性質(zhì)信息的應(yīng)用，難度中等．