Question

1．磺酰氯（SO₂Cl₂）是一种重要的有机合成试剂，实验室可利用SO2与反应制取少量的SO₂Cl₂．装置如图（有些支持装置省略了）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）化合物SO₂Cl₂中元素的化合价是+6．
（2）仪器E的名称是分液漏斗，仪器C的作用是吸收逸出都有毒的Cl₂、SO₂，防止空气中的水蒸气进入C，防止污染环境及磺酰氯水解．
（3）戊是贮存二氧化硫的装置，则E中的试剂是饱和亚硫酸氢钠溶液；若缺少装置乙和丁，潮湿的氯气和二氧化硫之间发生反应的化学方程式是SO₂+Cl₂+2H₂O=H₂SO₄+2HCl．
（4）有关实验叙述正确的是C
A．X、Y最好的试剂组合是二氧化锰和浓硫酸
B．活性炭的作用是催化剂
C．冷凝管B也可以用于蒸馏
（5）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氧3.3g，则磺酰氯的产率为82.9%（保留三位有效数字）．

Answer 1

分析 由（3）可知，戊是贮存二氧化硫的装置，则甲装置制备氯气，戊装置制备二氧化硫，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，乙为干燥氯气，E中盛放溶液加入戊中排出装置内二氧化硫，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C中导致磺酰氯水解．
（1）SO₂Cl₂遇水能发生剧烈的水解反应，产物之一为氯化氢气体，另外生成物质为硫酸，可知硫元素化合价；
（2）由仪器结构特征可知，仪器E为分液漏斗；SO₂Cl₂沸点低、易挥发，B为冷凝管，使挥发的产物SO₂Cl₂冷凝回流，说明SO₂与氯气之间的反应属于放热反应；
（3）戊是贮存二氧化硫的装置，则E中的试剂是能将二氧硫排出的液体，不能溶解二氧化硫，可以用亚硫酸氢钠溶液，若缺少装置乙和丁，潮湿的氯气和二氧化硫发生氧化还原反应生成 硫酸和氯化氢；
（4）A．甲装置中主要是生成氯气的，可以用二氧化锰和浓盐酸；
B．活性炭有多孔结构可以增大反应物之间的接触面，提高反应速率；
C．冷凝管B为蛇形冷凝管，可用于做垂直式的连续长时间的蒸馏；
（5）根据反应SO₂+Cl₂=SO₂Cl₂，可计算出消耗的氯气的体积为896mL即0.04mol时，产生磺酰氯的理论产量，根据产率=$\frac{实际产量}{理论产量}$×100%计算．

解答 解：由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C中导致磺酰氯水解．
（1）SO₂Cl₂遇水能发生剧烈的水解反应，产物之一为氯化氢气体，另外生成物质为硫酸，可知硫元素化合价+6价，
故答案为：+6；
（2）由仪器结构特征可知，仪器E为分液漏斗，仪器C的作用是：吸收逸出都有毒的Cl₂、SO₂，防止空气中的水蒸气进入C，防止污染环境及磺酰氯水解，
故答案为：分液漏斗；吸收逸出都有毒的Cl₂、SO₂，防止空气中的水蒸气进入C，防止污染环境及磺酰氯水解；
（3）戊是贮存二氧化硫的装置，则E中的试剂是能将二氧硫排出的液体，不能溶解二氧化硫，可以用饱和亚硫酸氢钠溶液，若缺少装置乙和丁，潮湿的氯气和二氧化硫发生氧化还原反应生成 硫酸和氯化氢，反应方程式为SO₂+Cl₂+2H₂O=H₂SO₄+2HCl，
故答案为：饱和亚硫酸氢钠溶液；SO₂+Cl₂+2H₂O=H₂SO₄+2HCl；
（4）A．甲装置中主要是生成氯气的，可以用二氧化锰和浓盐酸，故A错误；
B．活性炭有多孔结构可以增大反应物之间的接触面，提高反应速率，故B错误；
C．冷凝管B为蛇形冷凝管，可用于做垂直式的连续长时间的蒸馏，故C正确，
故选C；
（5）氯气的体积为896mL即0.04mol时，根据反应SO₂+Cl₂=SO₂Cl₂，产生磺酰氯的理论产量为0.04mol×99.5g/mol=3.98g，所以产率=$\frac{3.3g}{3.98g}$×100%=82.9%，故答案为：82.9%．

点评 本题考查实验制备方案，为高考常见题型，侧重于学生的分析、实验和计算能力的考查，题目涉及对反应原理、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．