Question

【題目】硫酰氯(SO2Cl2)常作氯化劑或氯璜化劑，用于制作藥品、染料、表面活性劑等。有關物質的部分性質如下表：

物質	熔點/℃	沸點/℃	其它性質
SO2Cl2	-54.1	69.1	①易水解，產生大量白霧 ②易分解：SO2Cl2 SO2↑+Cl2↑
H2SO4	10.4	338	具有吸水性且不易分解

實驗室用干燥而純凈的二氧化硫和氯氣合成硫酰氯，反應的化學方程式為SO2(g)+Cl2(g) SO2Cl2(l)△H=-97.3kJ/mol。裝置如圖所示（夾持儀器已省略），請回答有關問題：

（1）儀器B的作用是_____________________。

（2）若無裝置乙硫酰氯會發(fā)生水解，則硫酰氯水解反應的化學方程式為________________。

（3）寫出丁裝置中發(fā)生反應的化學反應方程式并標出電子的轉移__________________。

（4）為提高本實驗中硫酰氯的產率，在實驗操作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若三頸燒瓶發(fā)燙，可適當降溫 ④加熱三頸燒瓶

（5）少量硫酰氯也可用氯磺酸(ClSO3H)分解獲得，該反應的化學方程式為________________________，此方法得到的產品中會混有硫酸。從分解產物中分離出硫酰氯的方法是___________________。

（6）工業(yè)上處理SO2廢氣的方法很多，例如可以用Fe2(SO4)3酸性溶液處理，其工藝流程如下溶液②轉化為溶液③發(fā)生反應的離子方程式為__________________________ ；

有的工廠用電解法處理含有SO2的尾氣，其裝置如下圖所示（電極材料均為惰性電極）。下列說法不正確的是_______

A．電極a連接的是電源的正極

B．若電路中轉移0.03mole-，則離子交換膜左側溶液中增加0.03mol離子

C．圖中的離子交換膜是陽離子交換膜

D．陰極的電極反應式為2HSO3-+2e-+2H+==S2O42-+2H2O

Answer 1

【答案】 吸收未反應完的氯氣和二氧化硫，防止污染空氣；防止空氣中水蒸氣進人甲，防止SO2Cl2水解 SO2Cl2+2H2O═H2SO4+2HCl ①②③ 2ClSO3H＝H2SO4+SO2Cl2 蒸餾 4H++4Fe2++O2＝4Fe3++2H2O B

【解析】（1）.甲裝置發(fā)生的反應是：SO2(g)+Cl2(g) SO2Cl2(l)，二氧化硫和氯氣都是有毒的氣體，產物SO2Cl2易水解，所以可以在儀器B中盛放堿石灰，以吸收未反應完的氯氣和二氧化硫，防止污染空氣，同時還可以防止空氣中的水蒸氣進入甲裝置中，防止SO2Cl2水解，故答案為：吸收未反應完的氯氣和二氧化硫，防止污染空氣；防止空氣中水蒸氣進人甲，防止SO2Cl2水解；

（2）.乙硫酰氯發(fā)生水解生成硫酸和氯化氫，水解反應的方程式為： SO2Cl2+2H2O═H2SO4+2HCl，故答案為： SO2Cl2+2H2O═H2SO4+2HCl；

（3）.在丁裝置中，KClO3與濃鹽酸反應生成KCl、Cl2和水，反應方程式為：KClO3+6HCl=KCl+3Cl2+3H2O，在該反應中，KClO3中氯元素的化合價從+5價降低到0價，HCl中氯元素的化合價從－1價升高到0價，根據(jù)得失電子守恒，表示電子轉移的式子為：，故答案為：；

（4）.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，但不能加熱三頸燒瓶，否則會加速分解，①②③正確，故答案為：①②③；

（5）.根據(jù)題意可知，氯磺酸（ClSO3H）加熱分解，也能制得硫酰氯與硫酸，該反應的化學方程式為2ClSO3H＝H2SO4+SO2Cl2；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，則分離產物的方法是蒸餾，故答案為：2ClSO3H＝H2SO4+SO2Cl2；蒸餾；

（6）.根據(jù)流程圖可知，硫酸鐵酸性溶液和SO2發(fā)生氧化還原反應生成硫酸亞鐵和硫酸，所以溶液②中含有硫酸亞鐵和硫酸，硫酸亞鐵在酸性條件下被空氣中的氧氣氧化生成硫酸鐵，反應的離子方程式為：4H++4Fe2++O2＝4Fe3++2H2O；由裝置圖可知，通入二氧化硫的一極生成硫酸，則a為陽極，發(fā)生氧化反應，b為陰極，發(fā)生還原反應，A. a為陽極，則電極a連接的是電源的正極，故A正確；B. 陽極發(fā)生SO22e+2H2O=SO42+4H+，若電路中轉移0.03mole，則離子交換膜左側溶液中生成0.015molSO42和0.06molH+，其中0.03molH+移向陰極，增加0.045mol離子，故B錯誤；C. 電解使陽極生成氫離子，陰極消耗氫離子，則氫離子向陰極移動，所以圖中的離子交換膜是陽離子交換膜，故C正確；D. 陰極發(fā)生還原反應，電極反應式為2HSO3-+2e-+2H+==S2O42-+2H2O，故D正確；故答案為：4H++4Fe2++O2＝4Fe3++2H2O；B。