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(部分夾持裝置未畫出)：

已知：① SO2(g) + Cl2(g)＝SO2Cl2(l) ΔH＝－97.3 kJ/mol。②硫酰氯常溫下為無色液體，熔點(diǎn)為－54.1℃，沸點(diǎn)為69.1℃，在潮濕空氣中“發(fā)煙”。③100℃以上或長時間存放硫酰氯都易分解，生成二氧化硫和氯氣。

回答下列問題：

（1）裝置A中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_________________________________。

（2）裝置B中的除雜試劑為___________________（填名稱），若缺少裝置C，會導(dǎo)致裝置D中SO2與Cl2還可能發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________________。

（3）儀器D的名稱為__________________，E中冷凝水的的出口是____________(填“a”或“b”)，F(xiàn)的作用除了防止空氣中水蒸氣進(jìn)入D裝置內(nèi)之外，還可以__________________________________。

（4）當(dāng)裝置A中排出氯氣1.12 L(已折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況)時，最終得到4.05g純凈的硫酰氯，則硫酰氯的產(chǎn)率為___________。為提高本實(shí)驗(yàn)中硫酰氯的產(chǎn)率，在實(shí)驗(yàn)操作中需要注意的事項(xiàng)有________(填序號)。

①加熱三頸燒瓶 ②控制氣流速率，宜慢不宜快 ③若三頸燒瓶發(fā)燙，可適當(dāng)降溫 ④先通冷凝水，再通氣

（5）氯磺酸(ClSO3H)加熱分解，也能制得硫酰氯2ClSO3H＝SO2Cl2 + H2SO4，分離產(chǎn)物的方法是________。

A.重結(jié)晶 B.過濾 C.蒸餾 D.萃取

Answer 1

【答案】2MnO4-+10Cl-+16H+＝2Mn2++5Cl2↑+8H2O飽和食鹽水SO2+Cl2+2H2O＝2HCl+H2SO4三頸燒瓶b吸收尾氣，防止污染空氣60%②③④C

【解析】

由合成硫酰氯的實(shí)驗(yàn)裝置可知，A中發(fā)生2KMnO4+16HCl=2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O，因濃鹽酸易揮發(fā)，B中飽和食鹽水可除去氯氣中的HCl，C中濃硫酸可干燥氯氣，D為三頸燒瓶，D中發(fā)生SO2(g)+Cl2(g)═SO2Cl2(l)，E中冷卻水下進(jìn)上出效果好，結(jié)合信息②可知，F(xiàn)中堿石灰吸收尾氣、且防止水蒸氣進(jìn)入D中，以此解答（1）～（3）；（4）n（Cl2）=，由SO2(g)+Cl2(g)═SO2Cl2(l)可知，理論上生成SO2Cl2為0.05mol×135g/mol=6.75g；為提高本實(shí)驗(yàn)中硫酰氯的產(chǎn)率，應(yīng)在低溫度下，且利于原料充分反應(yīng)；（5）生成物均為液體，但沸點(diǎn)不同；

（1）裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是2KMnO4+16HCl=2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O，離子方程式為2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O；（2）裝置B的作用為除去HCl，所以B中除雜試劑為飽和食鹽水；若缺少裝置C，氣體不干燥，裝置D中SO2與Cl2還可能發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為SO2+Cl2+2H2O=2HCl+H2SO4；（3）儀器D的名稱為三頸燒瓶，冷卻水下進(jìn)上出效果好，所以E中冷凝水的入口是a、出口是b，F(xiàn)的作用為吸收尾氣，防止污染空氣，防止水蒸氣進(jìn)入。（4）n（Cl2）=，由SO2(g)+Cl2(g)═SO2Cl2(l)可知，理論上生成SO2Cl2為0.05mol×135g/mol=6.75g；最終得到4.05g純凈的硫酰氯，則硫酰氯的產(chǎn)率為，為提高本實(shí)驗(yàn)中硫酰氯的產(chǎn)率，應(yīng)在低溫度下，且利于原料充分反應(yīng)，所以在實(shí)驗(yàn)操作中需要注意的事項(xiàng)有①加熱三頸燒瓶 ②控制氣流速率，宜慢不宜快 ③若三頸燒瓶發(fā)燙，可適當(dāng)降溫，故選①②③；（5）生成物均為液體，但沸點(diǎn)不同，可選擇蒸餾法分離，故選C。