Question

【題目】硫酰氯（SO2Cl）可用作有機化學(xué)的氯化劑，在藥物和燃料的制取中也有重要作用。某化學(xué)學(xué)習小組擬用干燥的氯氣和二氧化硫在活性碳催化下制取硫酰氯。SO2(g) +Cl2(g) = SO2Cl2(l) △H=-97.3KJ/mol。實驗裝置如圖所示（部份夾持裝置未畫出）

已知：硫酰氯通常條件下為無色液體，熔點是-54.1℃，沸點是69.1℃。在潮濕空氣中“發(fā)煙”；100℃以上開始分解，生成二氧化硫和氯氣，長期放置也會發(fā)生分解�；卮鹣铝袉栴}：

（1）盛放活性炭的儀器名稱是________，丙中冷凝水的入口是______（填“a”或“b”）。如何控制反應(yīng)物比例相等：________________________________________________________。

（2）戊裝置上方分液漏斗中最好選用下列_________________試劑（填選項）

a、蒸餾水 b、飽和食鹽水 c、濃氫氧化鈉溶液 d、6.0mol/L鹽酸

（3）若缺少裝置乙和丁（均盛放濃硫酸），潮濕氯氣和二氧化硫發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是_________________________。

（4）氯磺酸（ClSO3H）加熱分解，也能制得硫酰氯：2ClSO3HSO2Cl2 + H2SO4，分離兩種產(chǎn)物的方法是______（填選項）

a、重結(jié)晶 b、過濾 c、蒸餾 d、萃取

（5）長期儲存的硫酰氯會發(fā)黃，可能的原因是_________________________________________（用必要的文字和相關(guān)方程式加以解釋）

（6）若反應(yīng)中消耗的氯氣體積為896ml（換算為標準狀況下），最后經(jīng)過分離提純得到4.05g 純凈的硫酰氯，則硫酰氯的產(chǎn)率為___________________。為提高本實驗中硫酰氯的產(chǎn)率，在實驗中需要注意的事項有___________(填序號)

①先通冷凝水，再通氣 ②控制氣流速率，宜慢不宜快

③若丙裝置發(fā)燙，可適當降溫 ④加熱丙裝置

Answer 1

【答案】 三頸燒瓶 a 使乙、丁導(dǎo)管口產(chǎn)生氣泡的速率相等 b Cl2 + SO2 + 2H2O = 2HCl + H2SO4 C SOCl2 ＝SO2 ＋ Cl2，Cl2溶解其中顯黃色 75﹪ ①②③

【解析】(1)盛放活性炭的儀器為三頸燒瓶，丙中冷凝水應(yīng)該遵循下進上出，入口是a；控制反應(yīng)物比例相等，可以通過觀察乙、丁導(dǎo)管口產(chǎn)生氣泡的速度，使產(chǎn)生的氣泡速率相等，故答案為：三頸燒瓶；a；觀察乙、丁導(dǎo)管口產(chǎn)生氣泡的速度，使產(chǎn)生的氣泡速率相等；

(2)硫酰氯在潮濕空氣中“發(fā)煙”，水解生成氯化氫，戊裝置上方分液漏斗中最好盛放飽和食鹽水便于稀釋氯化氫，故選b；

(3)潮濕氯氣和二氧化硫發(fā)生反應(yīng)生成鹽酸和硫酸，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cl2+SO2+2H2O=2HCl+H2SO4，故答案為：Cl2+SO2+2H2O=2HCl+H2SO4；

(4)氯磺酸(ClSO3H)加熱分解，也能制得硫酰氯與另外一種物質(zhì)，根據(jù)原子守恒可知另一種生成物是硫酸，因此該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2ClSO3HSO2Cl2+H2SO4；硫酰氯通常條件下為無色液體，熔點為-54.1℃，沸點為69.1℃，而硫酸沸點高，則分離產(chǎn)物的方法是蒸餾，故選c；

(5)硫酰氯通常條件下為無色液體，長期放置也發(fā)生分解，分解生成的氯氣溶于其中使硫酰氯會發(fā)黃，反應(yīng)的方程式為SO2Cl2=SO2+Cl2，故答案為：SO2Cl2=SO2+Cl2；分解產(chǎn)生少量的氯氣溶解在其中；

(6)標準狀況下，896mL氯氣的物質(zhì)的量為=0.04mol，理論生成硫酰氯0.04mol，4.05g硫酰氯的物質(zhì)的量為=0.03mol，則硫酰氯的產(chǎn)率為×100%=75%；由于硫酰氯通常條件下為無色液體，熔點為-54.1℃，沸點為69.1℃，在潮濕空氣中“發(fā)煙”；100℃以上開始分解，生成二氧化硫和氯氣，長期放置也會發(fā)生分解，因此為提高本實驗中硫酰氯的產(chǎn)率，在實驗操作中需要注意的事項有①先通冷凝水，再通氣，②控制氣流速率，宜慢不宜快，③若三頸燒瓶發(fā)燙，可適當降溫，④不能加熱三頸燒瓶，否則會加速分解，因此①②③正確，故答案為：75%；①②③。