Question

1．硫酰氯（SO₂Cl₂）是一种化工原料，有如下有关信息：
常温下为无色液体，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．氯化法是合成硫酰氯的常用方法，实验室合成反应和实验装置如图1：

SO₂（g）+Cl₂（g）$\stackrel{催化剂}{?}$SO₂Cl₂（l）△H97.3kJmol^-1
回答下列问题：
（1）仪器A的名称为冷凝管，甲中活性炭的作用是催化剂，B中加入的药品是碱石灰．实验时从仪器C中放出溶液的操作方法是打开分液漏斗上口玻璃塞，再旋转活塞使液体流下．
（2）装置丁中发生反应的离子方程式为Cl^-+ClO^-+2H⁺=Cl₂↑+H₂O．用亚硫酸钠固体和浓硫酸制备二氧化硫气体时，如要控制反应速度，如图2中可选用的发生装置是ac（填写字母）．
（3）氯磺酸（C1SO₃H）加热分解，也能制得硫酰氯与另外一种物质，该反应的化学方程式为2C1SO₃H$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SO₂Cl₂+H₂SO₄，分离产物的方法是蒸馏．
（4）若缺少装置乙，氯气和二氧化硫可能发生反应的化学方程式为Cl₂+SO₂+2H₂O=2HCl+H₂SO₄．为提高本实验中硫酰氯的产率，在实验操作中还需要注意的事项有（只答一条即可）控制气体流速，宜慢不宜快或对三颈烧瓶进行适当的降温等．

Answer 1

分析 （1）由仪器A的结构特征，可知A为冷凝管；
由反应原理可知，活性炭没有参与反应，应起催化剂作用；
由于SO₂Cl₂在潮湿空气中“发烟”，装置B的作用是吸收空气中水蒸气，且吸收未反应的二氧化硫与氯气，防止污染空气；
打开分液漏斗上口玻璃塞，平衡气压，再旋转活塞使液体流下；
（2）装置丁制备氯气，浓盐酸与漂白粉反应得到氯化钙、氯气与水；用亚硫酸钠固体和浓硫酸制备二氧化硫气体时，可以通过控制加入硫酸的量（或速度）控制反应速率；
（3）氯磺酸（C1SO₃H）加热分解，也能制得硫酰氯（SO₂Cl₂）与另外一种物质，由元素守恒可知，另外物质含有H元素，C1SO₃H中S、Cl原子数目之比为1：1，而SO₂Cl₂中S、Cl原子数目之比为1：2，故另外物质中含有S元素，结合原子守恒可知另外物质为H₂SO₄，二者沸点相差较大，采取蒸馏法进行分离；
（4）丁装置制备的氯气中含有HCl、水蒸气，丙装置盛放饱和食盐水，除去混有的HCl，乙装置盛放浓硫酸，干燥氯气，若缺少装置乙，氯气和二氧化硫、水反应生成HCl与硫酸，
提高本实验中硫酰氯的产率，可以控制气体流速，使其充分反应，该反应为放热反应，可以对三颈烧瓶进行适当的降温．

解答 解：（1）由仪器A的结构特征，可知A为冷凝管；
由反应原理可知，活性炭没有参与反应，应起催化剂作用；
由于SO₂Cl₂在潮湿空气中“发烟”，装置B的作用是吸收空气中水蒸气，且吸收未反应的二氧化硫与氯气，防止污染空气，可以盛放碱石灰；
从仪器C中放出溶液的操作方法是：打开分液漏斗上口玻璃塞，再旋转活塞使液体流下，
故答案为：冷凝管；催化剂；碱石灰；打开分液漏斗上口玻璃塞，再旋转活塞使液体流下；
（2）装置丁制备氯气，浓盐酸与漂白粉反应得到氯化钙、氯气与水，反应离子方程式为：Cl^-+ClO^-+2H⁺=Cl₂↑+H₂O；
a．可以通过旋转活塞，控制滴加硫酸速度，进而可控制反应速率，故a正确；
b．浓硫酸与亚硫酸钠混合，不能控制反应速率，故b错误；
c．橡皮管连接，可以平衡分液漏斗内压强，有利于浓硫酸顺利流下，通过旋转活塞，控制滴加硫酸速度，可控制反应速率，故c正确；
d．亚硫酸钠为粉末且可溶，无法利用简易启普发生器控制，故d错误，
故答案为：Cl^-+ClO^-+2H⁺=Cl₂↑+H₂O；ac；
（3）氯磺酸（C1SO₃H）加热分解，也能制得硫酰氯（SO₂Cl₂）与另外一种物质，由元素守恒可知，另外物质含有H元素，C1SO₃H中S、Cl原子数目之比为1：1，而SO₂Cl₂中S、Cl原子数目之比为1：2，故另外物质中含有S元素，结合原子守恒可知另外物质为H₂SO₄，反应方程式为：2C1SO₃H$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SO₂Cl₂+H₂SO₄；
二者为互溶液体，沸点相差较大，采取蒸馏法进行分离，
故答案为：2C1SO₃H$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SO₂Cl₂+H₂SO₄；蒸馏；
（4）丁装置制备的氯气中含有HCl、水蒸气，丙装置盛放饱和食盐水，除去混有的HCl，乙装置盛放浓硫酸，干燥氯气，若缺少装置乙，氯气和二氧化硫、水反应生成HCl与硫酸，反应方程式为：Cl₂+SO₂+2H₂O=2HCl+H₂SO₄；
为提高本实验中硫酰氯的产率，可以控制气体流速，宜慢不宜快，使其充分反应，由于100℃以上SO₂Cl₂开始分解，该反应为放热反应，可以对三颈烧瓶进行适当的降温，
故答案为：Cl₂+SO₂+2H₂O=2HCl+H₂SO₄；控制气体流速，宜慢不宜快或对三颈烧瓶进行适当的降温等．

点评 本题考查实验制备方案，涉及对反应原理、装置及操作的分析评价、对仪器的识别、物质的分离提纯等，注意对物质性质信息的应用，难度中等．