Question

3．氯化法是合成硫酰氯（SO₂Cl₂）的常用方法，實(shí)驗(yàn)室合成硫酰氯（SO₂Cl₂）的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示：
已知：①SO₂（g）+Cl₂（g）$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$SO₂Cl₂（l）△H=-97.3kJ/mol．
②硫酰氯通常條件下為無色液體，熔點(diǎn)為-54.1℃，沸點(diǎn)為69.1℃，在潮濕空氣中“發(fā)煙”．
③100℃以上開始分解，生成二氧化硫和氯氣
（1）儀器a的名稱為干燥管，裝置B的作用是干燥二氧化硫氣體；儀器c的溶液滴入儀器d中所產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是燒瓶中有黃綠氣體產(chǎn)生．
（2）若裝置A中的70%硫酸和亞硫酸鈉分別換成濃硫酸和Cu片，幾乎不能得到SO₂Cl₂，原因是濃硫酸和Cu片在不加熱的條件下不能產(chǎn)生二氧化硫．
（3）取部分C裝置所得的產(chǎn)物于試管中，再向其加水，出現(xiàn)白霧，振蕩，靜置得到無色溶液．經(jīng)檢驗(yàn)該溶液中的陰離子（除OH^-外）只有SO₄^2-、Cl^-，證明無色液體是SO₂Cl₂．
①寫出SO₂Cl₂與H₂O反應(yīng)的化學(xué)方程式SO₂Cl₂+2H₂O=H₂SO₄+2HCl；
②檢驗(yàn)該溶液中Cl^-的方法是在所得溶液中滴加硝酸酸化的硝酸銀溶液，若溶液中出現(xiàn)白色沉淀，則說明溶液中有氯離子．
（4）若缺少裝置D，氯氣和二氧化碳可能發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Cl₂+SO₂+2H₂O=SO₄^2-+2Cl^-+4H⁺．整套裝置的缺點(diǎn)是沒有尾氣吸收裝置．
（5）為提高本實(shí)驗(yàn)中硫酰氯的產(chǎn)率，在實(shí)驗(yàn)操作中需要注意的事項(xiàng)有②③（填序號）．
①加熱三頸燒瓶          
②控制氣流速率，宜慢不宜快
③若三頸燒瓶發(fā)燙，可適當(dāng)降溫．

Answer 1

分析 根據(jù)裝置圖可知，A裝置中用濃硫酸與亞硫酸鈉反應(yīng)生成二氧化硫，硫酰氯易水解，所以生成的二氧化硫要干燥，所以B中裝有濃硫酸，用漂白粉與濃鹽酸反應(yīng)制得氯氣，氯氣中有氯化氫和水蒸氣，所以用飽和食鹽水（E）除去氯化氫，用濃硫酸（D）干燥氯氣，干燥的二氧化硫和氯氣在C中反應(yīng)生成硫酰氯，
（1）根據(jù)裝置圖可知，儀器a的名稱；要用干燥的二氧化硫參加反應(yīng)；鹽酸與漂白粉可以產(chǎn)生氯氣；
（2）濃硫酸和Cu片在不加熱的條件下不反應(yīng)，所以不能產(chǎn)生二氧化硫；
（3）①SO₂Cl₂與H₂O反應(yīng)會生成氯化氫和硫酸，根據(jù)元素守恒書寫化學(xué)方程式；
②檢驗(yàn)溶液中Cl^-的方法是用硝酸酸化的硝酸銀溶液；
（4）若缺少裝置D，則有水分進(jìn)入C裝置，氯氣和二氧化硫可能反應(yīng)生成硫酸和氯化氫；實(shí)驗(yàn)中二氧化硫、氯氣都是有毒氣體，會污染空氣，而裝置中沒尾氣吸收裝置；
（5）由于合成的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，而硫酰氯在100℃以上開始分解，所以反應(yīng)的溫度不能太高，可以通過冷卻和控制反應(yīng)速率的方法，據(jù)此答題．

解答 解：根據(jù)裝置圖可知，A裝置中用濃硫酸與亞硫酸鈉反應(yīng)生成二氧化硫，硫酰氯易水解，所以生成的二氧化硫要干燥，所以B中裝有濃硫酸，用漂白粉與濃鹽酸反應(yīng)制得氯氣，氯氣中有氯化氫和水蒸氣，所以用飽和食鹽水（E）除去氯化氫，用濃硫酸（D）干燥氯氣，干燥的二氧化硫和氯氣在C中反應(yīng)生成硫酰氯，
（1）根據(jù)裝置圖可知，儀器a的名稱為干燥管，要用干燥的二氧化硫參加反應(yīng)，所以裝置B的作用是干燥二氧化硫氣體，鹽酸與漂白粉可以產(chǎn)生氯氣，所以產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是燒瓶中有黃綠氣體產(chǎn)生，
故答案為：干燥管；干燥二氧化硫氣體；燒瓶中有黃綠氣體產(chǎn)生；
（2）濃硫酸和Cu片在不加熱的條件下不反應(yīng)，所以不能產(chǎn)生二氧化硫，
故答案為：濃硫酸和Cu片在不加熱的條件下不能產(chǎn)生二氧化硫；
（3）①SO₂Cl₂與H₂O反應(yīng)會生成氯化氫和硫酸，反應(yīng)的化學(xué)方程式為SO₂Cl₂+2H₂O=H₂SO₄+2HCl，
故答案為：SO₂Cl₂+2H₂O=H₂SO₄+2HCl；
②檢驗(yàn)溶液中Cl^-的方法是用硝酸酸化的硝酸銀溶液，實(shí)驗(yàn)操作為在所得溶液中滴加硝酸酸化的硝酸銀溶液，若溶液中出現(xiàn)白色沉淀，則說明溶液中有氯離子，
故答案為：在所得溶液中滴加硝酸酸化的硝酸銀溶液，若溶液中出現(xiàn)白色沉淀，則說明溶液中有氯離子；
（4）若缺少裝置D，則有水分進(jìn)入C裝置，氯氣和二氧化硫可能反應(yīng)生成硫酸和氯化氫，反應(yīng)的離子方程式為Cl₂+SO₂+2H₂O=SO₄^2-+2Cl^-+4H⁺，實(shí)驗(yàn)中二氧化硫、氯氣都是有毒氣體，會污染空氣，而裝置中沒有尾氣吸收裝置，所以該實(shí)驗(yàn)裝置的缺點(diǎn)是沒有尾氣吸收裝置，
故答案為：Cl₂+SO₂+2H₂O=SO₄^2-+2Cl^-+4H⁺；沒有尾氣吸收裝置；
（5）由于合成的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，而硫酰氯在100℃以上開始分解，所以反應(yīng)的溫度不能太高，可以通過冷卻和控制反應(yīng)速率的方法，故選②③．

點(diǎn)評 本題考查實(shí)驗(yàn)制備方案，涉及對反應(yīng)原理、裝置及操作的分析評價、對儀器的識別、物質(zhì)的分離提純等，注意對物質(zhì)性質(zhì)信息的應(yīng)用，難度中等．