Question

【題目】實(shí)驗(yàn)室可利用SO2與Cl2在活性炭的催化下制取一種重要的有機(jī)合成試劑磺酰氯(SO2Cl2)。所用的反應(yīng)裝置如圖所示(部分夾持裝置省略)。已知SO2Cl2的熔點(diǎn)為-54.1℃，沸點(diǎn)為69.1℃，遇水能發(fā)生劇烈的水解反應(yīng)，遇潮濕空氣會(huì)產(chǎn)生白霧。

(1)化合物SO2Cl2中S元素的化合價(jià)為__。

(2)儀器D的名稱是___。

(3)乙、丙裝置制取原料氣Cl2與SO2。

①乙裝置F中充滿Cl2，則E中所盛放的溶液為___(填溶液的名稱)。

②丙裝置中試劑X、Y的組合最好是__。

A.98%濃硫酸+Cu B.70%H2SO4+Na2SO3 C.濃HNO3+Na2SO3

(4)上述裝置的正確連接順序?yàn)?/span>__、__、丁、__、__(用甲、乙、丙表示，可重復(fù)使用)__。

(5)B裝置中從a口通入冷水的作用是__；C裝置的作用是__。

(6)SO2Cl2遇水能發(fā)生劇烈的水解反應(yīng)，會(huì)產(chǎn)生白霧，則SO2Cl2發(fā)生水解反應(yīng)的化學(xué)方程式為__。

(7)若反應(yīng)中消耗氯氣的體積為1.12L(已轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)狀況，SO2足量)，最后通過(guò)蒸餾得到純凈的磺酰氯5.13g，則磺酰氯的產(chǎn)率為__(保留三位有效數(shù)字)。

Answer 1

【答案】+6 三頸燒瓶(或三口燒瓶) 飽和食鹽水或飽和氯化鈉溶液 B 丙甲甲乙(或乙甲甲丙) 冷凝回流 防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入裝置D中，同時(shí)吸收SO2與Cl2，防止污染空氣 SO2Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl 76.0%

【解析】

本實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖抢��?/span>SO2與Cl2在活性炭的催化下制取磺酰氯(SO2Cl2)，需要將氯氣和二氧化硫通入裝置丁中進(jìn)行反應(yīng)，而SO2Cl2遇水能發(fā)生劇烈的水解反應(yīng)，遇潮濕空氣會(huì)產(chǎn)生白霧，所以氣體通入裝置丁之前需要先進(jìn)行干燥，同時(shí)裝置C可以防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入反應(yīng)裝置，同時(shí)可以吸收尾氣；SO2Cl2熔沸點(diǎn)較低，為減少其揮發(fā)損耗，加裝球形冷管冷凝回流；乙裝置F中充滿氯氣，實(shí)驗(yàn)時(shí)需要將集氣瓶?jī)?nèi)的氯氣排出，可在裝置E中盛放飽和食鹽水；裝置丙制備二氧化硫，實(shí)驗(yàn)室常用濃硫酸和亞硫酸鈉反應(yīng)制備二氧化硫。

(1)SO2Cl2中氧元素-2價(jià)，氯元素-1價(jià)，故硫元素+6價(jià)；
(2)根據(jù)儀器D的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可知其為三頸燒瓶；
(3)①E中溶液需要將集氣瓶中的氯氣排出，則對(duì)氯氣的溶解度應(yīng)很小，應(yīng)選用飽和食鹽水；
②丙為制取二氧化硫的裝置，選用濃硫酸和亞硫酸鈉，但硫酸濃度不能太大，否則不易電離出氫離子，不利于二氧化硫的生成，70%H2SO4和Na2SO3即可；銅與濃硫酸的反應(yīng)需要加熱，濃硝酸具有強(qiáng)氧化性會(huì)將亞硫酸根氧化成硫酸根，得不到二氧化硫，所以選B；
(4)由丙制備二氧化硫，經(jīng)過(guò)甲干燥，由乙提供氯氣，經(jīng)過(guò)甲干燥，在丁中反應(yīng)得到產(chǎn)品，則連接順序?yàn)楸�、甲、丁、甲、乙或乙、甲、丁、甲、丙�?/span>
(5)SO2Cl2沸點(diǎn)較低，冷凝管可使揮發(fā)的產(chǎn)物SO2Cl2冷凝回流；SO2Cl2遇水反應(yīng)，應(yīng)注意隔離水分，同時(shí)參與反應(yīng)的氣體均為有毒氣體，不能直接排放，故裝置c的作用是防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入裝置D中，同時(shí)吸收二氧化硫和氯氣，防止污染空氣；
(6)SO2Cl2發(fā)生水解反應(yīng)得到硫酸和鹽酸，化學(xué)方程式為：SO2Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl；
(7)反應(yīng)中消耗氯氣的體積為1.12L，則反應(yīng)氯氣的物質(zhì)的量為0.05mol，根據(jù)氯元素守恒，理論上得到的磺酰氯(SO2Cl2)也為0.05mol，則磺酰氯的產(chǎn)率為=76.0%。