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。某化学学习小组拟用干燥的氯气和二氧化硫在活性炭催化下制取硫酰氯。

SO₂(g)+ Cl₂(g) =SO₂Cl₂(l) △H = -97.3 kJ·mol^-1。实验装置如图所示（部分夹持装置未画出）：

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。 回答下列问题：

（1）盛放活性炭的仪器名称是___________，丙中冷凝水的入口是______(填“a”或“b”)。如何控制反应物比例相等_________________。

（2）戊装置上方分液漏斗中最好选用下列_______试剂。（填字母）

a. 蒸馏水      b.饱和食盐水    c. 浓氢氧化钠溶液     d. 6.0mol/L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发生反应化学方程式是_____。

（4）氯磺酸（ClSO₃H）加热分解，也能制得硫酰氯：2ClSO₃H =SO₂Cl₂ + H₂SO₄，分离两种产物的方法是____________（填入正确选项前的字母）。

a．重结晶        b．过滤        c．蒸馏        d．萃取

（5）长期储存的硫酰氯会发黄，可能的原因是_______________（使用必要文字和相关方程式加以解释）。

（6）若反应中消耗的氯气体积为896mL（标准状况下），最后经过分离提纯得到4.05g纯净的硫酰氯，则硫酰氯的产率为________。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若丙装置发烫，可适当降温

④加热丙装置

Answer

三颈烧瓶a观察乙、丁导管口产生气泡的速度相等bCl2+SO2+2H2O=2HCl+H2SO4cSO2Cl2=SO2+Cl2 ,分解产生少量的氯气溶解在其中75%①②③

【解析】(1)盛放活性炭的仪器为三颈烧瓶，丙中冷凝水应该遵循下进上出，入口是a；控制反应物比例相等，可以通过观察乙、丁导管口产生气泡的速度，使产生的气泡速率相等，故答案为：三颈烧瓶；a；观察乙、丁导管口产生气泡的速度，使产生的气泡速率相等；

(2)硫酰氯在潮湿空气中“发烟”，水解生成氯化氢，戊装置上方分液漏斗中最好盛放饱和食盐水便于稀释氯化氢，故选b；

(3)潮湿氯气和二氧化硫发生反应生成盐酸和硫酸，反应的化学方程式为Cl2+SO2+2H2O=2HCl+H2SO4，故答案为：Cl2+SO2+2H2O=2HCl+H2SO4；

(4)氯磺酸(ClSO3H)加热分解，也能制得硫酰氯与另外一种物质，根据原子守恒可知另一种生成物是硫酸，因此该反应的化学方程式为2ClSO3HSO2Cl2+H2SO4；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，故选c；

(5)硫酰氯通常条件下为无色液体，长期放置也发生分解，分解生成的氯气溶于其中使硫酰氯会发黄，反应的方程式为SO2Cl2=SO2+Cl2，故答案为：SO2Cl2=SO2+Cl2；分解产生少量的氯气溶解在其中；

(6)标准状况下，896mL氯气的物质的量为=0.04mol，理论生成硫酰氯0.04mol，4.05g硫酰氯的物质的量为=0.03mol，则硫酰氯的产率为×100%=75%；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，④不能加热三颈烧瓶，否则会加速分解，因此①②③正确，故答案为：75%；①②③。