Question

【題目】硫酰氯(SO2Cl2)是一種重要的化工試劑，實驗室合成硫酰氯的實驗裝置如下圖所示：

已知：①SO2（g）+Cl2（g）SO2Cl2（l）△H= －97.3kJmol-1

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。

（1）儀器a為恒壓分液漏斗，與普通分液漏斗相比，其優點是_____________________。

（2）儀器b的名稱為____________，干燥管中堿石灰的主要作用是___________________。

（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______________。當裝置E中排出氯氣1.12L（已折算成標準狀況）時，最終得到5.4g純凈的硫酰氯，則硫酰氯的產率為_____。長期存放的硫酰氯會發黃，其原因可能為_________________。

（4）氯磺酸(ClSO3H)加熱分解，也能制得硫酰氯與另外一種物質，該反應的化學方程式為_________，分離這兩種液態產物的方法是_____________。

（5）若將SO2、Cl2按照一定比例通入水中，請設計簡單實驗驗證二者是否恰好完全反應。__________________(簡要描述實驗步驟、現象和結論)。

Answer 1

【答案】（1）平衡分液漏斗內外壓強，便于液體順利流下

（2）直形冷凝管（或冷凝管，1分）；防止空氣中的水分進入裝置

（3）飽和食鹽水；80%；硫酰氯中溶有其分解產生的氯氣

（4）2ClSO3HSO2Cl2+H2SO4，未配平、未正確標注條件扣1分，下同）；蒸餾

（5）取少量反應后的溶液于試管中，滴加品紅溶液震蕩，若溶液褪色，則二者未完全反應；若不褪色，則二者恰好完全反應

【解析】

試題分析：（1）儀器a為恒壓分液漏斗，可以平衡分液漏斗內外氣壓，便于液體順利流下；

（2）儀器b的名稱為直形冷凝管。由于硫酰氯在潮濕空氣中“發煙”，所以干燥管中堿石灰的主要作用是防止空氣中的水分進入裝置；

（3）裝置E為儲氣裝置，用于提供氯氣。由于氯氣在飽和食鹽水中的溶解度小，則分液漏斗c中盛放的試劑為變化食鹽水；氯氣的物質的量為1.12L÷22.4L/mol=0.05mol，由方程式可知n（SO2Cl2）=n（Cl2）=0.05mol，故理論上生成SO2Cl2的質量為0.05mol×135g/mol=6.75g，故其產率為5.4g/6.75g×100%=80%；100℃以上或長時間存放硫酰氯都易分解，生成二氧化硫和氯氣，所以長期存放的硫酰氯會發黃的原因可能為硫酰氯中溶有其分解產生的氯氣；

（4）氯磺酸（ClSO3H）加熱分解，也能制得硫酰氯與另外一種物質應為H2SO4，反應的化學方程式為2ClSO3HSO2Cl2+H2SO4；

（5）若將SO2、Cl2按照一定比例通入水中，如果恰好完全反應，則生成氯化氫和硫酸，無論有誰過量，溶液都會有漂白性，所以驗證二者是否恰好完全反應的方法是檢驗其漂白性，即取少量反應后的溶液于試管中（1分），滴加品紅溶液震蕩（1分），若溶液褪色，則二者未完全反應；若不褪色，則二者恰好完全反應。