Question

【題目】硫酰氯(SO2Cl2)常用作氯化劑和氯磺化劑，在染料、藥品、除草劑和農用殺蟲劑的生產過程中有重要作用。現在擬用干燥的Cl2和SO2在活性炭催化下制取硫酰氯。反應的化學方程式為：SO2(g)+ Cl2(g) =SO2Cl2(l) ΔH =97.3 kJ·mol1，實驗裝置如圖所示(部分夾持裝置未畫出)。

已知：硫酰氯通常條件下為無色液體，熔點54.1℃，沸點69.1℃。在潮濕空氣中“發煙”；長期放置或者100°C以上發生分解，生成二氧化硫和氯氣。

回答下列問題：

（1）儀器C的名稱是_______________，冷凝管的進水方向______（填“a”或“b”）。

（2）下列操作或描述正確的是_________________。

A．將70%硫酸換成98.3%硫酸，可以加快制取SO2的速率

B．實驗中通過觀察乙、丁導管口產生氣泡的速率相等，可控制兩種反應物體積相等

C．裝置戊上方分液漏斗中最好選用0.10 molL-1NaCl溶液，減小氯氣的溶解度

D．裝置己防止污染，又防止硫酰氯變質

（3）氯磺酸(ClSO3H)加熱分解，也能制得硫酰氯，寫出反應方程式：_____________。

（4）長期儲存的硫酰氯會發黃，可能的原因是_________________________(用化學方程式和必要的文字加以解釋)。

（5）若反應中消耗的氯氣體積為896 mL(標準狀況下)，最后經過分離提純得到4.05 g純凈的硫酰氯，則硫酰氯的產率為_______。（產率＝×100%）

Answer 1

【答案】蒸餾燒瓶aBD2ClSO3HSO2Cl2 + H2SO4SO2Cl2=SO2+Cl2，分解產生少量的氯氣溶解在其中75%

【解析】

（1）儀器C為蒸餾燒瓶，冷凝水的流向是“下進上出”，所以裝置丙的冷凝管中冷凝水的入口是a；

（2）A．98.3%硫酸其中缺少水,硫酸并未完全電離,仍以分子形式存在,而Na2SO3（s）與H2SO4的反應是在H2SO4電離成離子的狀態下才能順利進行，故A錯誤；

B、實驗中通過觀察乙、丁導管口產生氣泡的速率相等，即通入的二氧化硫和氯氣的量相等，因此可控制兩種反應物體積相等，故B正確；

C、裝置戊上方分液漏斗中最好選用飽和1NaCl溶液，減小氯氣的溶解度，故C錯誤；

D、裝置己可吸收尾氣二氧化硫和氯氣，防止污染，同時阻止與潮濕的空氣接觸，防止硫酰氯變質，故D正確；

綜上所述，本題應選BD；

（3）氯磺酸(ClSO3H)加熱分解，也能制得硫酰氯，可根據質量守恒配平，反應方程式為;2ClSO3HSO2Cl2 + H2SO4；

（4）由分解反應SO2Cl2=SO2+Cl2可知，分解產生少量的氯氣，氯氣為黃綠色，溶解在其中，會導致硫酰氯發黃；

（5）若反應中消耗的氯氣體積為896 mL(標準狀況下)，氯氣的物質的量為0.04mol，根據反應方程式SO2(g)+ Cl2(g) =SO2Cl2(l)可知，制備出的SO2Cl2(l)的物質的量為0.04mol，質量為0.04mol×135g/mol=5.4g，因此產率為4.05 g/5.4g×100%=75%。