Question

硫酰氯（SO₂Cl₂）可用作有机化学的氯化剂，在药物和染料的制取中也有重要作用。已知：硫酰氯通常条件下为无色液体，熔点−54.1℃，沸点69.1℃。在潮湿空气中“发烟”；100°C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。

某化学学习小组拟用干燥的Cl₂和SO₂在活性炭催化下制取硫酰氯。反应的化学方程式为：SO₂(g)+ Cl₂(g) =SO₂Cl₂(l)  ΔH =−97.3 kJ·mol⁻¹，实验装置如图所示（部分夹持装置未画出）。

回答下列问题：

（1）装置己的作用是_________________________________________________；如何控制两种反应物体积相等：__________________________________________________。

（2）装置戊上方分液漏斗中最好选用下列试剂：_____(选填字母)。

A．蒸馏水      B．饱和食盐水    C．浓氢氧化钠溶液     D．6.0 mol·L⁻¹盐酸

（3）若缺少装置乙和丁(均盛放浓硫酸)，潮湿氯气和二氧化硫会发生副反应，化学方程式是________________________________________________________；同时生成的SO₂Cl₂也会水解而“发烟”，该反应的化学方程式为______________________________________

（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控制气流速率，宜慢不宜快      ②持续加热丙装置

③若丙装置发烫，可适当降温      ④先通冷凝水，再通气

（5）氯磺酸（ClSO₃H）加热分解，也能制得硫酰氯：2ClSO₃HSO₂Cl₂ + H₂SO₄，分离两种产物的方法是__________（选填字母）。

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

请设计实验方案检验产物中存在硫酸（可选试剂：稀盐酸、稀硝酸、氯化钡溶液、蒸馏水、石蕊试液）_______________________________________________________________________。

Answer

吸收尾气并防止空气中的水蒸气进入装置丙 通过调节旋塞或滴液的快慢控制气体流速，使装置乙和丁导管口产生气泡的速度相等 B Cl2+SO2+2H2O==2HCl+H2SO4 SO2Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl ①③④ C 取产物在干燥条件下加热至完全反应（或挥发或分解），冷却后加水稀释,取少量溶液滴加紫色石蕊试液变红，再取少量溶液，加入氯化钡溶液产生白色沉淀，说明含有硫酸（或者合理答案）

【解析】（1）装置己的作用是吸收尾气并防止空气中的水蒸气进入装置丙；通过调节旋塞或滴液的快慢控制气体流速，使装置乙和丁导管口产生气泡的速度相等来控制两种反应物体积相等；（2）因氯水不溶于饱和食盐水，故E中的试剂是饱和食盐水，答案选b；（3）若缺少装置乙和丁（均盛放浓硫酸），潮湿氯气和二氧化硫发生反应氯气在水存在的条件下可将SO2氧化成硫酸，自身被还原为HCl，反应的方程式为Cl2+SO2+2H2O==2HCl+H2SO4；同时生成的SO2Cl2也会水解而“发烟”，反应的化学方程式为SO2Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl；（4）由于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，因此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，但不能加热三颈烧瓶，否则会加速分解，故答案为：①③④；（5）硫酰氯通常条件下为无色液体，熔点为-54.1℃，沸点为69.1℃，而硫酸沸点高，则分离产物的方法是蒸馏，答案选C；设计实验方案检验产物中存在硫酸：取产物在干燥条件下加热至完全反应（或挥发或分解），冷却后加水稀释,取少量溶液滴加紫色石蕊试液变红，再取少量溶液，加入氯化钡溶液产生白色沉淀，说明含有硫酸。