Question

1．磺酰氯（SO₂Cl₂）是一種重要的有機(jī)合成試劑，實(shí)驗(yàn)室可利用SO2與反應(yīng)制取少量的SO₂Cl₂．裝置如圖（有些支持裝置省略了）所示．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)，產(chǎn)物之一為氯化氫氣體．

（1）化合物SO₂Cl₂中元素的化合價(jià)是+6．
（2）儀器E的名稱是分液漏斗，儀器C的作用是吸收逸出都有毒的Cl₂、SO₂，防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入C，防止污染環(huán)境及磺酰氯水解．
（3）戊是貯存二氧化硫的裝置，則E中的試劑是飽和亞硫酸氫鈉溶液；若缺少裝置乙和丁，潮濕的氯氣和二氧化硫之間發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是SO₂+Cl₂+2H₂O=H₂SO₄+2HCl．
（4）有關(guān)實(shí)驗(yàn)敘述正確的是C
A．X、Y最好的試劑組合是二氧化錳和濃硫酸
B．活性炭的作用是催化劑
C．冷凝管B也可以用于蒸餾
（5）若反應(yīng)中消耗的氯氣的體積為896mL（已轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)狀況，SO₂ 足量），最后得到純凈的磺酰氧3.3g，則磺酰氯的產(chǎn)率為82.9%（保留三位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 由（3）可知，戊是貯存二氧化硫的裝置，則甲裝置制備氯氣，戊裝置制備二氧化硫，二氧化硫與氯氣在丙中反應(yīng)生成SO₂Cl₂，丙中活性炭可能起催化劑作用，SO₂Cl₂遇水發(fā)生劇烈的水解反應(yīng)，乙為干燥氯氣，E中盛放溶液加入戊中排出裝置內(nèi)二氧化硫，可以是飽和食鹽水，降低氯氣溶解度，丁干燥氯氣，SO₂Cl₂沸點(diǎn)低、易揮發(fā)，B為冷凝管，使揮發(fā)的產(chǎn)物SO₂Cl₂冷凝回流，堿石灰吸收為反應(yīng)的二氧化硫、氯氣，防止污染空氣，并吸收空氣中的水蒸氣，防止進(jìn)入C中導(dǎo)致磺酰氯水解．
（1）SO₂Cl₂遇水能發(fā)生劇烈的水解反應(yīng)，產(chǎn)物之一為氯化氫氣體，另外生成物質(zhì)為硫酸，可知硫元素化合價(jià)；
（2）由儀器結(jié)構(gòu)特征可知，儀器E為分液漏斗；SO₂Cl₂沸點(diǎn)低、易揮發(fā)，B為冷凝管，使揮發(fā)的產(chǎn)物SO₂Cl₂冷凝回流，說明SO₂與氯氣之間的反應(yīng)屬于放熱反應(yīng)；
（3）戊是貯存二氧化硫的裝置，則E中的試劑是能將二氧硫排出的液體，不能溶解二氧化硫，可以用亞硫酸氫鈉溶液，若缺少裝置乙和丁，潮濕的氯氣和二氧化硫發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成 硫酸和氯化氫；
（4）A．甲裝置中主要是生成氯氣的，可以用二氧化錳和濃鹽酸；
B．活性炭有多孔結(jié)構(gòu)可以增大反應(yīng)物之間的接觸面，提高反應(yīng)速率；
C．冷凝管B為蛇形冷凝管，可用于做垂直式的連續(xù)長時(shí)間的蒸餾；
（5）根據(jù)反應(yīng)SO₂+Cl₂=SO₂Cl₂，可計(jì)算出消耗的氯氣的體積為896mL即0.04mol時(shí)，產(chǎn)生磺酰氯的理論產(chǎn)量，根據(jù)產(chǎn)率=$\frac{實(shí)際產(chǎn)量}{理論產(chǎn)量}$×100%計(jì)算．

解答 解：由裝置可知甲裝置制備二氧化硫，二氧化硫與氯氣在丙中反應(yīng)生成SO₂Cl₂，丙中活性炭可能起催化劑作用，SO₂Cl₂遇水發(fā)生劇烈的水解反應(yīng)，乙為干燥二氧化硫，E中盛放溶液加入戊中排出裝置內(nèi)氯氣，可以是飽和食鹽水，降低氯氣溶解度，丁干燥氯氣，SO₂Cl₂沸點(diǎn)低、易揮發(fā)，B為冷凝管，使揮發(fā)的產(chǎn)物SO₂Cl₂冷凝回流，堿石灰吸收為反應(yīng)的二氧化硫、氯氣，防止污染空氣，并吸收空氣中的水蒸氣，防止進(jìn)入C中導(dǎo)致磺酰氯水解．
（1）SO₂Cl₂遇水能發(fā)生劇烈的水解反應(yīng)，產(chǎn)物之一為氯化氫氣體，另外生成物質(zhì)為硫酸，可知硫元素化合價(jià)+6價(jià)，
故答案為：+6；
（2）由儀器結(jié)構(gòu)特征可知，儀器E為分液漏斗，儀器C的作用是：吸收逸出都有毒的Cl₂、SO₂，防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入C，防止污染環(huán)境及磺酰氯水解，
故答案為：分液漏斗；吸收逸出都有毒的Cl₂、SO₂，防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入C，防止污染環(huán)境及磺酰氯水解；
（3）戊是貯存二氧化硫的裝置，則E中的試劑是能將二氧硫排出的液體，不能溶解二氧化硫，可以用飽和亞硫酸氫鈉溶液，若缺少裝置乙和丁，潮濕的氯氣和二氧化硫發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成 硫酸和氯化氫，反應(yīng)方程式為SO₂+Cl₂+2H₂O=H₂SO₄+2HCl，
故答案為：飽和亞硫酸氫鈉溶液；SO₂+Cl₂+2H₂O=H₂SO₄+2HCl；
（4）A．甲裝置中主要是生成氯氣的，可以用二氧化錳和濃鹽酸，故A錯(cuò)誤；
B．活性炭有多孔結(jié)構(gòu)可以增大反應(yīng)物之間的接觸面，提高反應(yīng)速率，故B錯(cuò)誤；
C．冷凝管B為蛇形冷凝管，可用于做垂直式的連續(xù)長時(shí)間的蒸餾，故C正確，
故選C；
（5）氯氣的體積為896mL即0.04mol時(shí)，根據(jù)反應(yīng)SO₂+Cl₂=SO₂Cl₂，產(chǎn)生磺酰氯的理論產(chǎn)量為0.04mol×99.5g/mol=3.98g，所以產(chǎn)率=$\frac{3.3g}{3.98g}$×100%=82.9%，故答案為：82.9%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查實(shí)驗(yàn)制備方案，為高考常見題型，側(cè)重于學(xué)生的分析、實(shí)驗(yàn)和計(jì)算能力的考查，題目涉及對(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．