Question

7．硫酰氯（SO₂Cl₂）是一種重要的化工試劑，實(shí)驗(yàn)室合成硫酰氯的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示：

已知：
①SO₂（g）+Cl₂（g）$\stackrel{催化劑}{?}$SO₂Cl₂（l）△H=-97.3kJ•mol^-1
②硫酰氯常溫下為無色液體，熔點(diǎn)為-54.1℃，沸點(diǎn)為69.1℃，在潮濕空氣中易“發(fā)煙”；
③100℃以上或長時(shí)間存放硫酰氯都易分解，生成二氧化硫和氯氣．
（1）儀器a為恒壓分液漏斗，與普通分液漏斗相比，其優(yōu)點(diǎn)是平衡分液漏斗內(nèi)外壓強(qiáng)，便于液體順利流下．
（2）儀器b的名稱為直形冷凝管（或冷凝管），干燥管中堿石灰的主要作用是防止空氣中的水分進(jìn)入裝置．
（3）裝置E為儲氣裝置，用于提供氯氣，則分液漏斗c中盛放的試劑為飽和食鹽水．當(dāng)裝置E中排出氯氣1.12L（已折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況）時(shí)，最終得到5.4g純凈的硫酰氯，則硫酰氯的產(chǎn)率為80%．長期存放的硫酰氯會發(fā)黃，其原因可能為硫酰氯中溶有其分解產(chǎn)生的氯氣．
（4）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2ClSO₃H$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SO₂Cl₂+H₂SO₄，分離這兩種液態(tài)產(chǎn)物的方法是蒸餾．
（5）若將SO₂、Cl₂按照一定比例通入水中，請?jiān)O(shè)計(jì)簡單實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證二者是否恰好完全反應(yīng)．取少量反應(yīng)后的溶液于試管中，滴加品紅溶液震蕩，若溶液褪色，則二者未完全反應(yīng)；若不褪色，則二者恰好完全反應(yīng)（簡要描述實(shí)驗(yàn)步驟、現(xiàn)象和結(jié)論）．

Answer 1

分析 （1）儀器a為恒壓分液漏斗，可以平衡分液漏斗內(nèi)外氣壓，便于液體流下；
（2）根據(jù)儀器構(gòu)造可得；裝置C中產(chǎn)生硫酰氯，硫酰氯在潮濕空氣中“發(fā)煙”，所以要用堿石灰防止空氣中的水分進(jìn)入裝置C；
（3）利用分液漏斗中的液體將裝置E的氯氣排出，與二氧化硫在裝置C中反應(yīng)，分液漏斗可以為飽和食鹽水；根據(jù)氯氣的量計(jì)算硫酰氯的理論產(chǎn)量，產(chǎn)量=（實(shí)際產(chǎn)量÷理論產(chǎn)量）×100%；長期存放的硫酰氯中溶有分解產(chǎn)生的氯氣；
（4）氯磺酸（ClSO₃H）加熱分解，也能制得硫酰氯與另外一種物質(zhì)應(yīng)為H₂SO₄，據(jù)此書寫化學(xué)方程式；二者沸點(diǎn)相差較大，采取蒸餾法進(jìn)行分離；
（5）二氧化硫溶液與氯水都可以漂白品紅溶液，若二者恰好完全反應(yīng)得到鹽酸、硫酸，不能使品紅溶液褪色．

解答 解：（1）儀器a為恒壓分液漏斗，可以平衡分液漏斗內(nèi)外氣壓，便于液體順利流下；
故答案為：平衡分液漏斗內(nèi)外壓強(qiáng)，便于液體順利流下；
（2）由儀器b的結(jié)構(gòu)特征，可知b為直形冷凝管；裝置C中產(chǎn)生硫酰氯，硫酰氯在潮濕空氣中“發(fā)煙”，所以要用堿石灰防止空氣中的水分進(jìn)入裝置C；
故答案為：直形冷凝管（或冷凝管）；防止空氣中的水分進(jìn)入裝置；
（3）利用分液漏斗中的液體將裝置E的氯氣排出，與二氧化硫在裝置C中反應(yīng)，分液漏斗可以為飽和食鹽水；氯氣的物質(zhì)的量為11.2L÷22.4L/mol═0.05mol，由方程式可知n（SO₂Cl₂）=n（Cl₂）=0.05mol，故理論上生成SO₂Cl₂的質(zhì)量為0.05mol×135g/mol=6.75g，故其產(chǎn)率為$\frac{5.4g}{6.75g}×100%$=80%；硫酰氯中溶有其分解產(chǎn)生的氯氣使長期存放的硫酰氯會發(fā)黃；
故答案為：飽和食鹽水；80%；硫酰氯中溶有其分解產(chǎn)生的氯氣；
（4）氯磺酸（ClSO₃H）加熱分解，也能制得硫酰氯與另外一種物質(zhì)應(yīng)為H₂SO₄，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2ClSO₃H$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SO₂Cl₂+H₂SO₄，二者為互溶液體，沸點(diǎn)相差較大，采取蒸餾法進(jìn)行分離，
故答案為：2ClSO₃H$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SO₂Cl₂+H₂SO₄；蒸餾；
（5）二氧化硫溶液與氯水都可以漂白品紅溶液，若二者恰好完全反應(yīng)得到鹽酸、硫酸，不能使品紅溶液褪色，檢驗(yàn)方案為：取少量反應(yīng)后的溶液于試管中，滴加品紅溶液震蕩，若溶液褪色，則二者未完全反應(yīng)；若不褪色，則二者恰好完全反應(yīng)；
故答案為：取少量反應(yīng)后的溶液于試管中，滴加品紅溶液震蕩，若溶液褪色，則二者未完全反應(yīng)；若不褪色，則二者恰好完全反應(yīng)．

點(diǎn)評 本題考查實(shí)驗(yàn)制備方案，涉及對反應(yīng)原理、裝置及操作的分析評價(jià)、對儀器的識別、物質(zhì)的分離提純等，注意對物質(zhì)性質(zhì)信息的應(yīng)用，難度中等．