Question

9．硫酰氯（SO₂Cl₂）常作氯化劑或氯磺化劑，用于制作藥品、染料、表面活性劑等．
有關物質的部分性質如表：

物質	熔點/℃	沸點/℃	其它性質
SO2Cl2	-54.1	69.1	①易與水反應，產生大量白霧 ②易分解：SO2Cl2$\frac{\underline{\;100℃\;}}{\;}$SO2↑+Cl2↑
H2SO4	10.4	338	吸水性且不易分解

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）實驗所需二氧化硫用亞硫酸鈉與硫酸制備，該反應的離子方程式為SO₃^2-+2H⁺=SO₂↑+H₂O，以下與二氧化硫有關的說法中正確的是BE．
A．因為SO₂具有漂白性，所以它能使品紅溶液、溴水、酸性KMnO₄溶液、石蕊試液褪色
B．能使品紅溶液褪色的物質不一定是SO₂
C．SO₂、漂白粉、活性炭、Na₂O₂都能使紅墨水褪色，且原理相同
D．等物質的量的SO₂和Cl₂混合后通入裝有濕潤的有色布條的集氣瓶中，漂白效果更好
E．可用濃硫酸干燥SO₂
F．可用澄清的石灰水鑒別SO₂和CO₂
（4）裝置丙所盛試劑為除去Cl₂中的HCl，若缺少裝置乙，則硫酰氯會損失，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，此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；二氧化硫具有漂白性、氧化劑、還原性；
（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）用亞硫酸鈉與硫酸制備二氧化硫，該反應的離子方程式為：SO₃^2-+2H⁺=SO₂↑+H₂O，
A．因為SO₂具有漂白性，它能使品紅溶液褪色，與溴水、酸性KMnO₄溶液發生氧化還原反應，使石蕊試液變紅，故A錯誤；
B．能使品紅溶液褪色的物質可能是SO₂，或氯氣等，故B正確；
C．SO₂、漂白粉、活性炭、Na₂O₂都能使紅墨水褪色，原理分別為化合反應、強氧化性、吸附性、強氧化性，故C錯誤；
D．等物質的量的SO₂和Cl₂混合后生成鹽酸和硫酸，不具有通漂白效果，故D錯誤；
E．二者不反應，可用濃硫酸干燥SO₂，故E正確；
F．二者均與石灰水反應生成白色沉淀，則不能用澄清的石灰水鑒別SO₂和CO₂，故F錯誤；
故答案為：ClO₃^-+5Cl^-+6H⁺=3Cl₂↑+3H₂O；BE；
（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=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 本題考查物質的制備實驗，為高頻考點，把握實驗原理、裝置的作用、混合物分離提純、實驗技能等為解答的關鍵，側重分析與實驗能力的考查，注意元素化合物知識的應用，題目難度不大．