Question

【題目】硫酰氯(SO2Cl2)是一種重要的化工試劑，氯化法是合成硫酰氯(SO2Cl2)的常用方法。實(shí)驗(yàn)室合成硫酰氯的實(shí)驗(yàn)裝置如下圖所示(部分夾持裝置未畫(huà)出)；

已知:①SO2(g)+Cl2(g)=SO2Cl2 △H=-97.3kJ/mol。

②常溫下硫酰氯為無(wú)色液體，熔點(diǎn)-54.1℃，沸點(diǎn)69.1℃，在潮濕空氣中“發(fā)煙”。

③100℃以上或長(zhǎng)時(shí)間存放硫酰氯都易分解，生成二氧化硫和氧氣。

回答下列問(wèn)題:

(1)硫酰氯在潮濕空氣中“發(fā)煙”的原因___________(用化學(xué)方程式表示)。

(2)裝置B中盛放的試劑是________；儀器D的名稱(chēng)為________。

(3)裝置E的作用是_____，E中冷凝水的入口是____(填“a”或“b”)；整套裝置存在的一處缺陷是_______。

(4)當(dāng)裝置A中生成氯氣1.12L(已折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況)時(shí)，硫酰氯的產(chǎn)率為44%，則最終得到純凈的硫酰氯_______g。

(5)氯磺酸(ClSO3H)加熱分解，也能制得硫酰氯與另外一種物質(zhì)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________，分離兩種產(chǎn)物的方法是______________。

(6)硫酰氯的工業(yè)品中常含有少量硫酸，請(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證其中含有硫酸(寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)方案及相關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，不必寫(xiě)出具體實(shí)驗(yàn)操作________�？蛇x試劑:稀鹽酸、稀硫酸、BaCl2溶液、蒸餾水、石蕊試液)。

Answer 1

【答案】 SO2Cl2+2H2O=2HC1+H2SO4 飽和食鹽水 三頸燒瓶或三頸瓶 冷凝回流 a 缺少尾氣處理裝置和防止空氣中水蒸氣進(jìn)入D裝置的措施 2.97 2C1SO3H=SOCl2+H2SO4 蒸餾 取少量產(chǎn)品在干燥條件下加熱至硫酰氯完全揮發(fā)，剩余物質(zhì)冷卻并用水稀釋。取少量所得的溶液滴加紫色石蕊試液，溶液變紅；再另取少量溶液滴加BaCl2溶液，產(chǎn)生白色沉淀。

【解析】試題分析:由圖中信息可知，該實(shí)驗(yàn)先用濃鹽酸和高錳酸鉀制備氯氣，然后通過(guò)B和C兩裝置凈化氯氣，最后在D中合成硫酰氯。

(1)硫酰氯在潮濕空氣中“發(fā)煙”的原因是其遇空氣中水蒸氣發(fā)生水解生成酸霧，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為SO2Cl2+2H2O=2HC1+H2SO4。

(2)裝置B的作用是除去氯氣中的氯化氫雜質(zhì)，故其中盛放的試劑是飽和食鹽水；儀器D的名稱(chēng)是三頸燒瓶或三頸瓶。

(3)裝置E的作用是冷凝回流。為保證冷凝回流的效率，E中冷凝水的入口是a；整套裝置存在的一處缺陷是缺少尾氣處理裝置和防止空氣中水蒸氣進(jìn)入D 的措施。

(4)當(dāng)裝置A中生成氯氣1.12L(已折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況)時(shí)，氯氣的物質(zhì)的量為0.05mol，由于硫酰氯的產(chǎn)率為44%，則生成硫酰氯的物質(zhì)的量為0.05mol44%=0.022mol，所以最終得到純凈的硫酰氯的質(zhì)量為0.022mol 135g/mol=2.97g。

(5)氯磺酸(ClSO3H)加熱分解，也能制得硫酰氯與另外一種物質(zhì)，由質(zhì)量守恒定律可知，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2C1SO3H=SOCl2+H2SO4，硫酸是高沸點(diǎn)酸，由題中信息可知，硫酰氯的沸點(diǎn)較低，故分離兩種產(chǎn)物的方法是蒸餾。

(6)欲設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證硫酰氯的工業(yè)品中常含有少量硫酸，由于硫酰氯與水反應(yīng)可生成硫酸，故要首先將兩者分離，然后在根據(jù)硫酸的組成和性質(zhì)以及供選試劑進(jìn)行檢驗(yàn)，可以檢驗(yàn)其酸性、吸水性，可以檢驗(yàn)硫酸根離子等等。方案如下：取少量產(chǎn)品在干燥條件下加熱至硫酰氯完全揮發(fā)，剩余物質(zhì)冷卻并用水稀釋。取少量所得的溶液滴加紫色石蕊試液，溶液變紅；再另取少量溶液滴加BaCl2溶液，產(chǎn)生白色沉淀。