Question

【题目】磺酰氯(SO2Cl2)是一种重要的有机合成试剂，主要用作氯化剂或氯磺化剂，也用于制造医药品、染料、表面活性剂等。实验室可利用SO2与Cl2反应制取少量SO2Cl2，所需装置如图所示(部分装置略)：

已知：①Na2SO3+H2SO4Na2SO4+H2O+SO2↑。

②SO2Cl2的熔点为－54.1℃，沸点为69.1℃，密度为1.67g/mL。它在常温下较稳定、遇水剧烈水解，100℃以上易分解。

回答下列问题：

(1)检查装置A气密性的操作是___________。

(2)选择实验装置(A~E)并连接接口(a~h)顺序：(A－a)___________(b－B－c)___________(h－E)(装置可重复使用)。

(3)B装置中的冷凝管需连接冷凝水，它应从___________(填“m”或“n”)接入。

(4)实验完成后装置D中可能观察到的现象是___________，产生该现象的原因是___________。

(5)设计如下实验，以检验SO2Cl2产品中是否溶有杂质。

①组装仪器，检查气密性；

②添加试剂抽取8.0mL液体产品，组装仪器；

③___________，缓慢推动注射器活塞将液体产品全部推入锥形瓶中，观察到的实验现象有___________；

④充分反应后，过滤、洗涤、干燥、称量固体质量为23.3g，表明液体产品中溶有___________，其理由是___________。

Answer 1

【答案】连接好仪器，用止水夹夹住a处橡胶管，关闭分液漏斗活塞，向分液漏斗中注入足量的水；旋开分液漏斗开关，水滴入烧瓶的速率减慢，最终法无滴入，证明气密性良好；反之不好 f-D-g、d-C-e e -C- d m 有白色固体析出 HCl、Cl2溶于水使c(Cl- )增大，溶解平衡NaCl(s)Na +(aq) +Cl- (aq)逆向移动，析出NaCl固体 打开止水夹 气球膨胀、锥形瓶内出现白雾，溶液中有白色沉淀出现 SO2 样品中S的质量分数大于SO2Cl2中S的质量分数，必溶有SO2被NO3-氧化生成SO42-

【解析】

(1)装置气密性检查的关键是:形成封闭体系。操作方法为：连接好仪器，用止水夹夹住a处橡胶管，关闭分液漏斗活塞，向分液漏斗中注入足量的水；旋开分液漏斗开关，水滴入烧瓶的速率减慢，最终法无滴入，证明气密性良好；反之不好。

(2)根据实验原理SO2+Cl2 =SO2Cl2、SO2Cl2遇水剧烈水解，制取SO2Cl2必须使用干燥的SO2和Cl2反应。根据试题提供的信息，A、E装置分别是Cl2和SO2的发生装置。B装置是制取SO2Cl2的装置，故A、B之间是Cl2的净化和干燥装置，B、E之间是SO2的干燥装置，由此可选相应的装置和连接接口的方向为f-D-g、d-C-e；、e-C-d；答案：f-D-g、d-C-e；、e -C- d。

(3)冷凝水的基本方向是从下口进冷水，上口出水，保证使冷凝管中注满冷凝水。答案：m。

(4)HCl、Cl2溶于水使c(Cl- )增大，溶解平衡NaCl(s) Na+(aq)+Cl-(aq)逆向移动，析出NaCl固体。答案：有白色固体析出；HCl、Cl溶于水使c(Cl- )增大，溶解平衡NaCl(s) Na +(aq) +Cl- (aq)逆向移动，析出NaCl固体。

(5)③需打开止水夹，样品才能注入锥形瓶；因为SO2Cl2遇水剧烈水解生成H2SO4和HCl，HCl挥发形成白雾、使气球膨胀，而溶液中会产生BaSO4沉淀。答案：打开止水夹；气球膨胀、锥形瓶内出现白雾，溶液中有白色沉淀出现。

充分反应后的固体硫酸钡，经过过滤、洗涤、干燥、称量固体质量为23.3g，表明液体产品中S的质量分数=[(23.3g÷233g/mol)32g/mol]/(81.67g/mL)=32/133.6>32/135(SO2Cl2中S的质量分数)；SO2中S的质量分数为50%>[(23.3g÷233g/mol)32g/mol]/(81.67g/mL)，故必溶有SO2被NO3-氧化生成SO42-。答案：SO2；样品中S的质量分数大于SO2Cl2中S的质量分数，必溶有SO2被NO3-氧化生成SO42-。