Question

17．實驗室用干燥而純凈的二氧化硫和氯氣合成硫酰氯，裝置如圖所示（夾持儀器已省略），請回答有關問題：
（1）儀器A冷卻水的進口為a（填“a”或“b”）．
（2）儀器B中盛放的藥品是堿石灰．
（3）實驗時，裝置丁中發生反應的離子方程式為ClO₃^-+5Cl^-+6H⁺=3Cl₂↑+3H₂O．
（4）裝置丙的作用為除去Cl₂中的HCl，若缺少裝置乙，則硫酰氯會水解，該反應的化學方程式為SO₂Cl₂+2H₂O=H₂SO₄+2HCl．
（5）少量硫酰氯也可用氯磺酸（ClSO₃H）分解獲得，該反應的化學方程式為：2ClSO₃H═H₂SO₄+SO₂Cl₂，次方法得到的產品中會混有硫酸．
①從分解產物中分離出硫酰氯的方法是蒸餾．
②請設計實驗方案檢驗產品中有硫酸（可選試劑：稀鹽酸、稀硝酸、BaCl₂溶液、蒸餾水、石蕊溶液）：取產物在干燥條件下加熱至完全反應（或揮發或分解等），冷卻后加水稀釋；取少量溶液滴加紫色石蕊試液變紅；再取少量溶液，加入BaCl₂溶液產生白色沉淀，說明含有H₂SO₄．或取反應后的產物直接加BCl₂溶液，有白色沉淀，再滴加紫色石蕊試液變紅，說明含有H₂SO₄．

Answer 1

分析 二氧化硫和氯氣合成硫酰氯：甲裝置：SO₂（g）+Cl₂（g）$\frac{\underline{\;活性炭\;}}{\;}$SO₂Cl₂；硫酰氯會水解，儀器B中盛放的藥品是堿石灰防止空氣中的水蒸氣進入裝置，同時吸收揮發出去的二氧化硫和氯氣，丁裝置：濃鹽酸和氯酸鉀反應制取氯氣，濃鹽酸易揮發，制取的氯氣中含有氯化氫，丙裝置：除去Cl₂中的HCl，乙裝置：干燥氯氣．
（1）根據采用逆流的冷凝效果好，判斷冷凝管的進水口；
（2）儀器B中盛放的藥品是堿石灰防止空氣中的水蒸氣進入裝置，同時吸收揮發出去的二氧化硫和氯氣；
（3）實驗時，裝置丁中氯酸鉀+5價的氯和鹽酸中-1價的氯發生氧化還原反應生成氯氣；
（4）鹽酸易揮發，制取的氯氣中含有氯化氫，丙裝置：除去Cl₂中的HCl；SO₂Cl₂遇水生成硫酸和氯化氫，根據原子守恒書寫；
（5）①二者沸點相差較大，采取蒸餾法進行分離；
②氯磺酸（ClSO₃H）分解：2ClSO₃H═H₂SO₄+SO₂Cl₂，設計實驗方案檢驗產品，需檢驗氫離子、檢驗硫酸根離子．

解答 解：（1）根據采用逆流的冷凝效果好，所以冷凝管中的冷卻水進口為a，
故答案為：a；
（2）甲裝置：SO₂（g）+Cl₂（g）$\frac{\underline{\;活性炭\;}}{\;}$SO₂Cl₂，二氧化硫、氯氣為有毒的酸性氣體，產物硫酰氯會水解，所以儀器B中盛放的藥品是堿性物質堿石灰，可防止空氣中的水蒸氣進入裝置，同時吸收揮發出去的二氧化硫和氯氣，
故答案為：堿石灰；
（3）濃鹽酸和氯酸鉀發生反應生成KCl、氯氣和水，反應為：6HCl（濃）+KClO₃=KCl+3Cl₂↑+3H₂O，離子方程式為：ClO₃^-+5Cl^-+6H⁺=3Cl₂↑+3H₂O，
故答案為：ClO₃^-+5Cl^-+6H⁺=3Cl₂↑+3H₂O；
（4）鹽酸易揮發，制取的氯氣中含有氯化氫，氯氣難溶于飽和食鹽水；HCl易溶于水，而氯氣難溶于飽和食鹽水，可用飽和NaCl溶液除去Cl₂中的少量HCl，所以丙裝置作用為誒：除去Cl₂中的HCl，SO₂Cl₂遇水生成硫酸和氯化氫，則其水解方程式為：SO₂Cl₂+2H₂O═H₂SO₄+2HCl，
故答案為：除去Cl₂中的HCl；SO₂Cl₂+2H₂O═H₂SO₄+2HCl；
（5）①二者為互溶液體，沸點相差較大，采取蒸餾法進行分離，
故答案為：蒸餾；
②氯磺酸（ClSO₃H）分解：2ClSO₃H$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$H₂SO₄+SO₂Cl₂，取產物在干燥條件下加熱至完全反應（或揮發或分解等），冷卻后加水稀釋；取少量溶液滴加紫色石蕊試液變紅，證明溶液呈酸性，再取少量溶液，加入BaCl₂溶液產生白色沉淀，說明含有H₂SO₄，或取反應后的產物直接加BCl₂溶液，有白色沉淀，證明含有硫酸根離子，再滴加紫色石蕊試液變紅，說明含有H₂SO₄，
故答案為：取產物在干燥條件下加熱至完全反應（或揮發或分解等），冷卻后加水稀釋；取少量溶液滴加紫色石蕊試液變紅；再取少量溶液，加入BaCl₂溶液產生白色沉淀，說明含有H₂SO₄．或取反應后的產物直接加BCl₂溶液，有白色沉淀，再滴加紫色石蕊試液變紅，說明含有H₂SO₄．

點評 本題考查實驗制備方案，涉及對反應原理、裝置及操作的分析評價、對儀器的識別、物質的分離提純等，注意對物質性質信息的應用，難度中等．