Question

6．磺酰氯（SO₂Cl₂）是一种重要的有机合成试剂，实验室可利用SO₂与Cl₂反应制取少量的SO₂Cl₂．装置如图（有些支持装置省略）所示．已知SO₂Cl₂的熔点为-54.1℃，沸点为69.1℃，遇水能发生剧烈的水解反应，产物之一为氯化氢气体．

（1）仪器E的名称是分液漏斗，仪器C的作用是吸收逸出的有毒的Cl₂、SO₂，防止污染环境，防止空气中的水蒸气进入B使磺酰氯水解．
（2）使用B时冷却水应从a接口通入，由B的使用可知SO₂与氯气之间的反应属于放热（填“放热”或“吸热”）反应，从化学平衡移动角度分析，反应管通水冷却的目的为冷凝降温有利于SO₂Cl₂生成．
（3）试剂X、Y的组合最好是c．
a.18.4mol•L^-1 H₂SO₄+Cu
b.4mol•L^-1HNO₃+Na₂SO₄
c.60% H₂SO₄+K₂SO₃
（4）戊是贮气装置，则E中的试剂是饱和食盐水，若用浓盐酸与二氧化锰为原料制取Cl₂，其反应的离子方程式为MnO₂+2Cl^-+4H⁺$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn ²⁺+Cl₂↑+2H₂O；装置乙和丁中可以使用同一种试剂，该试剂为浓硫酸．
（5）反应结束后，将丙中混合物分离开的实验操作是蒸馏．若反应中消耗的氯气的体积为896mL（已转化为标准状况，SO₂足量），最后得到纯净的磺酰氯3.3g，则磺酰氯的产率为61.1%（保留三位有效数字）．

Answer 1

分析 由（4）戊是贮氯气装置，可知甲装置制备二氧化硫，二氧化硫与氯气在丙中反应生成SO₂Cl₂，丙中活性炭可能起催化剂作用，SO₂Cl₂遇水发生剧烈的水解反应，乙为干燥二氧化硫，E中盛放溶液加入戊中排出装置内氯气，可以是饱和食盐水，降低氯气溶解度，丁干燥氯气，SO₂Cl₂沸点低、易挥发，B为冷凝管，使挥发的产物SO₂Cl₂冷凝回流，碱石灰吸收为反应的二氧化硫、氯气，防止污染空气，并吸收空气中的水蒸气，防止进入B中导致磺酰氯水解，
（1）根据装置图可知，E为分液漏斗，根据上面的分析可知C的作用；
（2）根据逆流冷却的效果好判断进水口，因蛇形冷凝管的作用是冷凝回流而反应又没有加热，据此判断SO₂与氯气间的反应的热效应，该反应是放热反应，降低温度能使平衡正向移动；
（3）甲是制备SO₂的装置，铜与浓硫酸反应需要加热，硝酸能氧化SO₂，据此答题；
（4）因氯水不溶于饱和食盐水，故E中的试剂是饱和食盐水，浓盐酸与二氧化锰反应生成氯化锰和Cl₂，装置乙和丁都是用来干燥气体，所以都可以用浓硫酸；
（5）分离沸点不同的液体可以用蒸馏的方法，标准状况下，896mlCl₂为0.04mol，故理论上可得到0.04molSO₂Cl₂，由此可求出产率．

解答 解：（1）根据装置图可知，E为分液漏斗，根据上面的分析可知C的作用是吸收逸出的有毒的Cl₂、SO₂，防止污染环境，防止空气中的水蒸气进入B使磺酰氯水解，
故答案为：分液漏斗；吸收逸出的有毒的Cl₂、SO₂，防止污染环境，防止空气中的水蒸气进入B使磺酰氯水解；
（2）根据逆流冷却的效果好可知，冷凝水下进上出，a口接入，因蛇形冷凝管的作用是冷凝回流而反应又没有加热，故SO₂与氯气间的反应为放热反应，该反应是放热反应，降低温度能使平衡正向移动，有利于二氯化砜的生成，故答案为：分液漏斗；放；a；该反应是放热反应，降低温度能使平衡正向移动，有利于二氯化砜的生成，
故答案为：a；放热；冷凝降温有利于SO₂Cl₂生成；
（2）检验甲装置气密性的方法是：塞好恒压漏斗上方的塞子，将蒸馏烧瓶的导气管进入水中，酒精灯微热，导管口有气泡产生，停止加热，导管口有一段液柱产生，则装置的气密性良好，
故答案为：塞好恒压漏斗上方的塞子，将蒸馏烧瓶的导气管进入水中，酒精灯微热，导管口有气泡产生，停止加热，导管口有一段液柱产生，则装置的气密性良好；
（3）甲是制备SO₂的装置，铜与浓硫酸反应需要加热，硝酸能氧化SO₂，所以用c.60% H₂SO₄+K₂SO₃来制备SO₂，故选c；
（4）因氯水不溶于饱和食盐水，故E中的试剂是饱和食盐水，浓盐酸与二氧化锰反应生成氯化锰和Cl₂，反应的离子方程式为MnO₂+2Cl^-+4H⁺$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn ²⁺+Cl₂↑+2H₂O，装置乙和丁都是用来干燥气体，所以都可以用浓硫酸，
故答案为：饱和食盐水；MnO₂+2Cl^-+4H⁺$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn ²⁺+Cl₂↑+2H₂O；浓硫酸；
（5）分离沸点不同的液体可以用蒸馏的方法，所以丙中混合物分离开的实验操作是蒸馏，标准状况下，896mlCl₂为0.04mol，故理论上可得到0.04molSO₂Cl₂，即为0.04×135g=5.4g，所以SO₂Cl₂的产为$\frac{3.3g}{5.4g}$×100%=61.1%，故答案为：蒸馏；61.1%．

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．