Question

7．氯化法是合成硫酰氯（SO₂Cl₂）的常用方法，實驗室合成硫酰氯（SO₂Cl₂）的反應和實驗裝置如下：SO₂（g）+Cl₂（g）$\stackrel{催化劑}{?}$SO₂Cl₂（l）△H=-97.3kJ/mol．
有關信息如下：硫酰氯通常條件下為無色液體，熔點為-54.1℃，沸點為69.1℃，在潮濕空氣中“發煙”；100℃以上開始分解，生成二氧化硫和氯氣，長期放置也會發生分解．回答下列問題：
（1）裝置甲中儀器A的名稱為冷凝管或蛇形冷凝管或環形冷凝管，甲中活性炭的作用是催化劑，B的作用為吸收空氣中水蒸氣，且吸收未反應的二氧化硫與氯氣，防止污染空氣；
（2）裝置丁中發生反應的離子方程式為Cl^-+ClO^-+2H⁺=Cl₂↑+H₂O；
（3）氯磺酸（ClSO₃H）加熱分解，也能制得硫酰氯與另外一種物質，該反應的化學方程式為2ClSO₃H$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SO₂Cl₂+H₂SO₄，分離產物的方法是C（填字母）；
A．重結晶      B．過濾      C．蒸餾       D．萃取
（4）裝置丙的作用為除去HCl氣體，若缺少裝置乙，氯氣和二氧化硫可能發生反應的化學方程式為SO₂+Cl₂+2H₂O=H₂SO₄+2HCl；
（5）為提高本實驗中硫酰氯的產率，在實驗操作中需要注意的事項有①②③（填序號）．
①先通冷凝水，再通氣            ②控制氣流速率，宜慢不宜快
③若三頸燒瓶發燙，可適當降溫    ④加熱三頸燒瓶．

Answer 1

分析 （1）根據儀器的構造可判斷裝置甲中儀器A的名稱；該反應需要催化劑，則甲中活性炭的作用是催化劑；硫酰氯在潮濕空氣中“發煙”，而空氣中含有水蒸氣；
（2）裝置丁是提供氯氣的，在酸性溶液中漂白粉能氧化氯離子生成氯氣；
（3）氯磺酸（C1SO₃H）加熱分解，也能制得硫酰氯與另外一種物質，根據原子守恒可知另一種生成物是硫酸；硫酰氯通常條件下為無色液體，熔點為-54.1℃，沸點為69.1℃，而硫酸沸點高；
（4）生成的氯氣中含有氯化氫；氯氣和二氧化硫可能發生反應生成硫酸；
（5）由于硫酰氯通常條件下為無色液體，熔點為-54.1℃，沸點為69.1℃，在潮濕空氣中“發煙”；100℃以上開始分解，生成二氧化硫和氯氣，長期放置也會發生分解．

解答 解：（1）根據儀器的構造可判斷裝置甲中儀器A的名稱為冷凝管或蛇形冷凝管或環形冷凝管；該反應需要催化劑，則甲中活性炭的作用是催化劑；硫酰氯在潮濕空氣中“發煙”，而空氣中含有水蒸氣，則裝置B的作用是吸收空氣中水蒸氣，且吸收未反應的二氧化硫與氯氣，防止污染空氣，
故答案為：冷凝管或蛇形冷凝管或環形冷凝管；催化劑； 吸收空氣中水蒸氣，且吸收未反應的二氧化硫與氯氣，防止污染空氣；
（2）裝置丁是提供氯氣的，在酸性溶液中漂白粉能氧化氯離子生成氯氣，則裝置丁中發生反應的離子方程式為Cl^-+ClO^-+2H⁺=Cl₂↑+H₂O，
故答案為：Cl^-+ClO^-+2H⁺=Cl₂↑+H₂O；
（3）氯磺酸（ClSO₃H）加熱分解，也能制得硫酰氯與另外一種物質，根據原子守恒可知另一種生成物是硫酸，因此該反應的化學方程式為2ClSO₃H $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SO₂Cl₂+H₂SO₄；硫酰氯通常條件下為無色液體，熔點為-54.1℃，沸點為69.1℃，而硫酸沸點高，則分離產物的方法是蒸餾，則C正確，
故答案為：2ClSO₃H $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SO₂Cl₂+H₂SO₄；C；
（4）生成的氯氣中含有氯化氫，所以裝置丙的作用為除去HCl氣體．氯氣具有強氧化性，能氧化SO₂，裝置乙是干燥氯氣的，因此若缺少裝置乙，氯氣和二氧化硫可能發生反應的化學方程式為SO₂+Cl₂+2H₂O=H₂SO₄+2HCl，故答案為：除去HCl氣體； SO₂+Cl₂+2H₂O=H₂SO₄+2HCl；
（5）由于硫酰氯通常條件下為無色液體，熔點為-54.1℃，沸點為69.1℃，在潮濕空氣中“發煙”；100℃以上開始分解，生成二氧化硫和氯氣，長期放置也會發生分解，因此為提高本實驗中硫酰氯的產率，在實驗操作中需要注意的事項有①先通冷凝水，再通氣，②控制氣流速率，宜慢不宜快，③若三頸燒瓶發燙，可適當降溫，但不能加熱三頸燒瓶，否則會加速分解，①②③正確，故答案為：①②③．

點評 本題考查制備實驗方案的設計，為高頻考點，把握制備原理、實驗裝置的作用、實驗技能為解答的關鍵，側重分析與實驗能力的考查，題目難度不大．