Question

【題目】硫酰氯(SO2Cl2)是一種重要的化工試劑，實驗室利用SO2(g)和Cl2(g)合成硫酰氯的實驗裝置如下圖所示（夾持裝置已省略）：

己知：①SO2(g)+Cl2(g)SO2Cl2(I) ΔH=-97kJ/mol；

②硫酰氯常溫下為無色液體，熔點為-54.1℃，沸點為69.1℃，在潮濕空氣中易“發煙”；

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H的名稱是_______________，裝置E中活性炭的作用是 _____________。

(2)請指出下列裝置中應盛入的試劑：B_____________、F________________。

(3)若采用實驗室制法制取Cl2，其發生裝置應選擇_________裝置 (用A、B、C等編號填空〉，其中發生反應的離子方程式為____________________。

(4)為什么硫酰氯在潮濕空氣中易“發煙”____________ (結合化學方程式說明)。

(5)為了使通入反應器的SO2和Cl2達到最佳反應比例，可觀察_________(填現象）來反映通入氣體的速率，利用反應液的滴加快慢對氣體通入速率加以控制。

(6)該裝置尚存在明顯的缺陷，請指出_____________________。

Answer 1

【答案】 冷凝管 利用活性炭對氣體的吸附作用，提供反應載體 飽和食鹽水 濃硫酸 A MnO2+2Cl-+4H+Mn2++Cl2↑+2H2O SO2Cl2 +2H2O === H2SO4+2HCl，HCl結合水蒸汽形成白霧 裝置C和F中產生氣泡的快慢 末端沒有尾氣處理裝置和干燥裝置，污染大、外界水蒸汽易進行裝置內

【解析】根據裝置圖可知，裝置A用于提供氯氣，B、C為除雜裝置，G為生成二氧化硫的裝置，硫酰氯易水解，因此氯氣與二氧化硫需干燥，干燥氯氣與二氧化硫的反應需要用活性碳作催化劑，硫酰氯易水解易揮發，所以在三頸燒瓶上方應連接一個冷凝管和裝有堿石灰的干燥管。

(1)根據裝置圖，裝置H是冷凝管，裝置E中活性炭具有吸附性，可以提供反應的載體，作催化劑，故答案為：冷凝管 (2). 利用活性炭對氣體的吸附作用，提供反應載體(或催化劑)；

(2) B、C為除去氯氣中的氯化氫和水蒸氣，因此B裝置中應該盛放飽和食鹽水，C中盛放濃硫酸，F為干燥二氧化硫的裝置，可以選用濃硫酸，故答案為：飽和食鹽水；濃硫酸；

(3)根據上述分析，若采用實驗室制法制取Cl2，其發生裝置應選擇A裝置，其中發生反應的離子方程式為MnO2+2Cl-+4H+Mn2++Cl2↑+2H2O，故答案為：A；MnO2+2Cl-+4H+Mn2++Cl2↑+2H2O；

(4) SO2Cl2 +2H2O = H2SO4+2HCl，HCl結合水蒸汽形成白霧，造成硫酰氯在潮濕空氣中易“發煙”，故答案為：SO2Cl2 +2H2O = H2SO4+2HCl，HCl結合水蒸汽形成白霧；

(5)為了使通入反應器的SO2和Cl2達到最佳反應比例，可觀察裝置C和F中產生氣泡的快慢來反映通入氣體的速率，故答案為：裝置C和F中產生氣泡的快慢；

(6)氯氣和二氧化硫均能夠污染空氣，該裝置中末端沒有尾氣處理裝置和干燥裝置，污染大、外界水蒸汽也易進行裝置E內，故答案為：末端沒有尾氣處理裝置和干燥裝置，污染大、外界水蒸汽易進行裝置內。