题目内容
14.硫酰氯(SO2Cl2)可用作有机化学的氯化剂,在药物和染料的制取中也有重要作用.某化学学习小组拟用干燥的氯气和二氧化硫在活性炭催化下制取硫酰氯.SO2(g)+Cl2(g)═SO2Cl2(l)△H=-97.3kJ•mol-1.实验装置如图所示(部分夹持装置未画出):已知:硫酰氯通常条件下为无色液体,熔点-54.1℃,沸点69.1℃.在潮湿空气中“发烟”;100°C以上开始分解,生成二氧化硫和氯气,长期放置也会发生分解. 回答下列问题:
(1)盛放活性炭的仪器名称是三颈烧瓶,丙中冷凝水的入口是a(填“a”或“b”).如何控制反应物比例相等观察乙、丁导管口产生气泡的速度相等.
(2)戊装置上方分液漏斗中最好选用下列b试剂.(填字母)
a.蒸馏水 b.饱和食盐水 c.浓氢氧化钠溶液 d.6.0mol/L盐酸
(3)若缺少装置乙和丁(均盛放浓硫酸),潮湿氯气和二氧化硫发生反应化学方程式是 Cl2+SO2+2H2O=2HCl+H2SO4 .
(4)氯磺酸(ClSO3H)加热分解,也能制得硫酰氯:2ClSO3H=SO2Cl2+H2SO4,分离两种产物的方法是c(填入正确选项前的字母).
a.重结晶 b.过滤 c.蒸馏 d.萃取
(5)长期储存的硫酰氯会发黄,可能的原因是SO2Cl2=SO2+Cl2,分解产生少量的氯气溶解在其中(使用必要文字和相关方程式加以解释).
(6)若反应中消耗的氯气体积为896mL(标准状况下),最后经过分离提纯得到4.05g纯净的硫酰氯,则硫酰氯的产率为75%.为提高本实验中硫酰氯的产率,在实验操作中需要注意的事项有①②③(填序号).
①先通冷凝水,再通气 ②控制气流速率,宜慢不宜快③若丙装置发烫,可适当降温 ④加热丙装置.
分析 用干燥的氯气和二氧化硫在活性炭催化下制取硫酰氯:甲由亚硫酸钠和浓硫酸制备二氧化硫,与氯气在活性炭催化下于丙装置中发生反应制备硫酰氯,乙、丁盛放浓硫酸干燥二氧化硫和氯气,氯气和二氧化硫不能直接排放于空气,故用己装置碱石灰的干燥管吸收,据此分析作答.
解答 解:(1)由仪器构造可知盛放活性炭的仪器为三颈烧瓶,冷凝水与气体逆向冷凝效果较好,故a为入口,通过观察乙、丁导管口产生气泡的速度相等控制反应物比例相等;
故答案为:三颈烧瓶;a;观察乙、丁导管口产生气泡的速度相等;
(2)因氯水不溶于饱和食盐水,故E中的试剂是饱和食盐水;
故答案为:b;
(3)若缺少装置乙和丁(均盛放浓硫酸),潮湿氯气和二氧化硫发生反应氯气在水存在的条件下可将SO2氧化成硫酸,自身被还原为HCl,反应的方程式为SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl;
故答案为:Cl2+SO2+2H2O=2HCl+H2SO4;
(4)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:c;
(5)长期储存的硫酰氯会发黄,由题可知,硫酰氯分解:SO2Cl2=SO2+Cl2,分解产生少量的氯气溶解在其中;
故答案为:SO2Cl2=SO2+Cl2,分解产生少量的氯气溶解在其中;
(6)消耗的氯气体积为896mL(标准状况下),根据SO2(g)+Cl2(g)═SO2Cl2,则理论上生成的m(SO2Cl2)=$\frac{0.896L}{22.4L/mol}×135g/mol$=5.4g,硫酰氯的产率为$\frac{4.05}{5.4}×100%$=75%,为提高本实验中硫酰氯的产率,可以先通冷凝水,再通气,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:75%;①②③.
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.
| A. | IA族元素的金属性比IIA族元素的金属性强 | |
| B. | HF、HCl、HBr、HI的还原性从左到右依次增强 | |
| C. | 同周期非金属氧化物对应的水化物的酸性从左到右依次增强 | |
| D. | 第三周期元素的离子半径从左到右逐渐减小 |
(1)装置A中反应的离子方程式MnO2+4H++2Cl-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn2++Cl2↑+2H2O.
(2)上述装置连接顺序为AACFBDECACFBDEF.
(3)装置A中a管的作用是导气.装置B中饱和食盐水的作用吸收氯气中的氯化氢气体.
(4)已知:硼酸(H3BO3)是一元弱酸,其钠盐化学式为Na[B(OH)4],则硼酸在水中的电离方程式是H3BO3+H2O?[B(OH)4]-+H+.
(5)实验完成后,该小组同学向F中(溶液含有NaClO、NaCl、NaOH)滴加品红溶液,发现溶液褪色,现设计对照实验探究溶液褪色的影响因素.
| 实验序号 | 0.1mol/LNaClO溶液/mL | 0.1mol/LNaCl溶液/mL | 0.mol/LNaOH溶液/mL | H2O/mL | 品红溶液 | 现象 |
| Ⅰ | 4.0 | 2.0 | 0 | 2.0 | 3滴 | 较快褪色 |
| Ⅱ | 4.0 | 4.0 | 0 | 0 | 3滴 | 缓慢褪色 |
| Ⅲ | 4.0 | 0 | 4.0 | 0 | 3滴 | 缓慢褪色 |
| Ⅳ | 4.0 | 0 | 2.0 | b | 3滴 | 较快褪色 |
| 金属 | 电子流动方向 | 电压 |
| 甲 | 甲→Cu | +0.78 |
| 乙 | Cu→乙 | +0.15 |
| 丙 | 丙→Cu | +1.35 |
| 丁 | 丁→Cu | +0.30 |
| A. | 在四种金属中乙的还原性最强 | |
| B. | 金属乙能从硫酸铜溶液中置换出铜 | |
| C. | 甲、丁若形成原电池时,甲为负极 | |
| D. | 甲、乙形成合金在空气中,乙先被腐蚀 |
| 选项 | 离子组 | X试剂 | 离子方程式 |
| A | K+、Na+、ClO-、SO42- | 少量SO2 | SO2+ClO-+H2O═SO42-+Cl-+2H+ |
| B | NH4+、Fe3+、Br-、SO42- | 过量H2S | 2Fe3++H2S═2Fe2++S↓+2H+ |
| C | NH4+、Na+、Fe3+、AlO2- | 过量铜粉 | 2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+ |
| D | K+、Na+、HCO3-、AlO2- | 少量HCl | H++AlO2-+H2O═Al(OH)3↓ |
| A. | A | B. | B | C. | C | D. | D |
| A. | 所有原子可能在同一平面上 | B. | 侧链所有碳原子可能共直线 | ||
| C. | 所有碳原子可能共面 | D. | 最多有18原子共面 |