Question

【題目】磺酰氯(SO2Cl2)是一種重要的有機合成試劑，主要用作氯化劑或氯磺化劑，也用于制造醫(yī)藥品、染料、表面活性劑等。實驗室可利用SO2與Cl2反應(yīng)制取少量SO2Cl2，所需裝置如圖所示(部分裝置略)：

已知：①Na2SO3+H2SO4Na2SO4+H2O+SO2↑。

②SO2Cl2的熔點為－54.1℃，沸點為69.1℃，密度為1.67g/mL。它在常溫下較穩(wěn)定、遇水劇烈水解，100℃以上易分解。

回答下列問題：

(1)檢查裝置A氣密性的操作是___________。

(2)選擇實驗裝置(A~E)并連接接口(a~h)順序：(A－a)___________(b－B－c)___________(h－E)(裝置可重復(fù)使用)。

(3)B裝置中的冷凝管需連接冷凝水，它應(yīng)從___________(填“m”或“n”)接入。

(4)實驗完成后裝置D中可能觀察到的現(xiàn)象是___________，產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因是___________。

(5)設(shè)計如下實驗，以檢驗SO2Cl2產(chǎn)品中是否溶有雜質(zhì)。

①組裝儀器，檢查氣密性；

②添加試劑抽取8.0mL液體產(chǎn)品，組裝儀器；

③___________，緩慢推動注射器活塞將液體產(chǎn)品全部推入錐形瓶中，觀察到的實驗現(xiàn)象有___________；

④充分反應(yīng)后，過濾、洗滌、干燥、稱量固體質(zhì)量為23.3g，表明液體產(chǎn)品中溶有___________，其理由是___________。

Answer 1

【答案】連接好儀器，用止水夾夾住a處橡膠管，關(guān)閉分液漏斗活塞，向分液漏斗中注入足量的水；旋開分液漏斗開關(guān)，水滴入燒瓶的速率減慢，最終法無滴入，證明氣密性良好；反之不好 f-D-g、d-C-e e -C- d m 有白色固體析出 HCl、Cl2溶于水使c(Cl- )增大，溶解平衡NaCl(s)Na +(aq) +Cl- (aq)逆向移動，析出NaCl固體 打開止水夾 氣球膨脹、錐形瓶內(nèi)出現(xiàn)白霧，溶液中有白色沉淀出現(xiàn) SO2 樣品中S的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于SO2Cl2中S的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，必溶有SO2被NO3-氧化生成SO42-

【解析】

(1)裝置氣密性檢查的關(guān)鍵是:形成封閉體系。操作方法為：連接好儀器，用止水夾夾住a處橡膠管，關(guān)閉分液漏斗活塞，向分液漏斗中注入足量的水；旋開分液漏斗開關(guān)，水滴入燒瓶的速率減慢，最終法無滴入，證明氣密性良好；反之不好。

(2)根據(jù)實驗原理SO2+Cl2 =SO2Cl2、SO2Cl2遇水劇烈水解，制取SO2Cl2必須使用干燥的SO2和Cl2反應(yīng)。根據(jù)試題提供的信息，A、E裝置分別是Cl2和SO2的發(fā)生裝置。B裝置是制取SO2Cl2的裝置，故A、B之間是Cl2的凈化和干燥裝置，B、E之間是SO2的干燥裝置，由此可選相應(yīng)的裝置和連接接口的方向為f-D-g、d-C-e；、e-C-d；答案：f-D-g、d-C-e；、e -C- d。

(3)冷凝水的基本方向是從下口進(jìn)冷水，上口出水，保證使冷凝管中注滿冷凝水。答案：m。

(4)HCl、Cl2溶于水使c(Cl- )增大，溶解平衡NaCl(s) Na+(aq)+Cl-(aq)逆向移動，析出NaCl固體。答案：有白色固體析出；HCl、Cl溶于水使c(Cl- )增大，溶解平衡NaCl(s) Na +(aq) +Cl- (aq)逆向移動，析出NaCl固體。

(5)③需打開止水夾，樣品才能注入錐形瓶；因為SO2Cl2遇水劇烈水解生成H2SO4和HCl，HCl揮發(fā)形成白霧、使氣球膨脹，而溶液中會產(chǎn)生BaSO4沉淀。答案：打開止水夾；氣球膨脹、錐形瓶內(nèi)出現(xiàn)白霧，溶液中有白色沉淀出現(xiàn)。

充分反應(yīng)后的固體硫酸鋇，經(jīng)過過濾、洗滌、干燥、稱量固體質(zhì)量為23.3g，表明液體產(chǎn)品中S的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=[(23.3g÷233g/mol)32g/mol]/(81.67g/mL)=32/133.6>32/135(SO2Cl2中S的質(zhì)量分?jǐn)?shù))；SO2中S的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%>[(23.3g÷233g/mol)32g/mol]/(81.67g/mL)，故必溶有SO2被NO3-氧化生成SO42-。答案：SO2；樣品中S的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于SO2Cl2中S的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，必溶有SO2被NO3-氧化生成SO42-。