Question

硫酰氯（SO₂Cl₂）是一种重要的化工试剂，实验室合成硫酰氯的实验装置如下图所示：

已知：① SO₂(g) + Cl₂(g)SO₂Cl₂(l)  △H = －97.3 kJ/mol；

② 硫酰氯通常条件下为无色液体，熔点为－54.1℃，沸点为69.1℃，在潮湿空气中“发烟”；100℃以上开始分解，生成二氧化硫和氯气，长期放置也会发生分解。

回答下列问题：

（1）装置甲为储气装置，用于提供氯气，则仪器A中盛放的试剂为______________。装置丙中活性炭的作用是______________。

（2）在上图方框内画出所缺装置，并注明相关试剂的名称。

（3）氯磺酸（ClSO₃H）加热分解，也能制得硫酰氯与另外一种物质，该反应的化学方程式为_____________，分离产物的方法是（填字母）_________。

A．重结晶          B．过滤           C．蒸馏           D．萃取

（4）为提高本实验中硫酰氯的产率，在实验操作中需要注意的事项有________（填序号）。

① 先通冷凝水，再通气 ② 控制气流速率，宜慢不宜快

③ 若三颈烧瓶发烫，可适当降温 ④ 加热三颈烧瓶

（5）在无活性炭存在的条件下SO₂与Cl₂也可发生反应，现将SO₂、Cl₂按照一定比例通入水中，请设计 一个简单实验验证二者是否恰好完全反应：             （简要描述实验步骤、现象和结论）。

仪器自选，供选择试剂：滴加酚酞的氢氧化钠溶液、碘化钾溶液、淀粉溶液、品红溶液。

Answer

（1）饱和食盐水 催化剂 （2）（浓硫酸）

（3）2ClSO3H SO2Cl2 + H2SO4 C （4）①②③

（5）取少量反应后的溶液于试管中，滴加品红溶液振荡，若溶液褪色，则二者未恰好完全反应；若不褪色，则二者恰好完全反应。

【解析】

试题分析：（1）根据题意，装置甲为储气装置，用于提供氯气，仪器A用于将氯气由甲装置排入乙装置，，所以氯气在仪器A中盛放的试剂中溶解度要小，以减少损失，则仪器A中盛放的试剂为饱和食盐水；根据化学反应SO2(g) + Cl2(g)SO2Cl2(l)，从实验装置丙中可以看出，活性炭没参加反应，只能是作催化剂。

（2）因为硫酰氯在潮湿空气中“发烟”，所以制备硫酰氯的氯气必须是干燥的，所以乙装置为干燥装置，用浓硫酸干燥氯气，所以答案为（浓硫酸）

（3）根据题意，ClSO3H→SO2Cl2，ClSO3H的系数为2，根据反应前后原子个数守恒，差2个H、1个S、4个O，即H2SO4，所以反应的化学方程式为2ClSO3H SO2Cl2 + H2SO4，SO2Cl2为液体，沸点比较低，H2SO4为液体，沸点较高，它们不分层，可以利用沸点不同进行蒸馏分离，答案选C。

（4）Cl2具有氧化性，SO2以还原性为主，SO2＋Cl2＋2H2O=H2SO4＋2HCl,提高产率可以采取措施：控制气流速率，宜慢不宜块；若三颈烧瓶发烫，可适当降温；先通冷凝水，冷凝回流副产物和产品，再进行实验，答案选①②③。

（5）SO2和Cl2恰好反应生成硫酸和盐酸，若SO2或Cl2剩余，SO2和氯气均能使品红溶液褪色，所以取少量反应后的溶液于试管中，滴加品红溶液振荡，若溶液褪色，则二者未恰好完全反应；若不褪色，则二者恰好完全反应。