Question

3．氯化法是合成硫酰氯（SO₂Cl₂）的常用方法，实验室合成硫酰氯（SO₂Cl₂）的实验装置如图所示：
已知：①SO₂（g）+Cl₂（g）$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$SO₂Cl₂（l）△H=-97.3kJ/mol．
②硫酰氯通常条件下为无色液体，熔点为-54.1℃，沸点为69.1℃，在潮湿空气中“发烟”．
③100℃以上开始分解，生成二氧化硫和氯气
（1）仪器a的名称为干燥管，装置B的作用是干燥二氧化硫气体；仪器c的溶液滴入仪器d中所产生的实验现象是烧瓶中有黄绿气体产生．
（2）若装置A中的70%硫酸和亚硫酸钠分别换成浓硫酸和Cu片，几乎不能得到SO₂Cl₂，原因是浓硫酸和Cu片在不加热的条件下不能产生二氧化硫．
（3）取部分C装置所得的产物于试管中，再向其加水，出现白雾，振荡，静置得到无色溶液．经检验该溶液中的阴离子（除OH^-外）只有SO₄^2-、Cl^-，证明无色液体是SO₂Cl₂．
①写出SO₂Cl₂与H₂O反应的化学方程式SO₂Cl₂+2H₂O=H₂SO₄+2HCl；
②检验该溶液中Cl^-的方法是在所得溶液中滴加硝酸酸化的硝酸银溶液，若溶液中出现白色沉淀，则说明溶液中有氯离子．
（4）若缺少装置D，氯气和二氧化碳可能发生反应的离子方程式为Cl₂+SO₂+2H₂O=SO₄^2-+2Cl^-+4H⁺．整套装置的缺点是没有尾气吸收装置．
（5）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②③（填序号）．
①加热三颈烧瓶          
②控制气流速率，宜慢不宜快
③若三颈烧瓶发烫，可适当降温．

Answer 1

分析 根据装置图可知，A装置中用浓硫酸与亚硫酸钠反应生成二氧化硫，硫酰氯易水解，所以生成的二氧化硫要干燥，所以B中装有浓硫酸，用漂白粉与浓盐酸反应制得氯气，氯气中有氯化氢和水蒸气，所以用饱和食盐水（E）除去氯化氢，用浓硫酸（D）干燥氯气，干燥的二氧化硫和氯气在C中反应生成硫酰氯，
（1）根据装置图可知，仪器a的名称；要用干燥的二氧化硫参加反应；盐酸与漂白粉可以产生氯气；
（2）浓硫酸和Cu片在不加热的条件下不反应，所以不能产生二氧化硫；
（3）①SO₂Cl₂与H₂O反应会生成氯化氢和硫酸，根据元素守恒书写化学方程式；
②检验溶液中Cl^-的方法是用硝酸酸化的硝酸银溶液；
（4）若缺少装置D，则有水分进入C装置，氯气和二氧化硫可能反应生成硫酸和氯化氢；实验中二氧化硫、氯气都是有毒气体，会污染空气，而装置中没尾气吸收装置；
（5）由于合成的反应为放热反应，而硫酰氯在100℃以上开始分解，所以反应的温度不能太高，可以通过冷却和控制反应速率的方法，据此答题．

解答 解：根据装置图可知，A装置中用浓硫酸与亚硫酸钠反应生成二氧化硫，硫酰氯易水解，所以生成的二氧化硫要干燥，所以B中装有浓硫酸，用漂白粉与浓盐酸反应制得氯气，氯气中有氯化氢和水蒸气，所以用饱和食盐水（E）除去氯化氢，用浓硫酸（D）干燥氯气，干燥的二氧化硫和氯气在C中反应生成硫酰氯，
（1）根据装置图可知，仪器a的名称为干燥管，要用干燥的二氧化硫参加反应，所以装置B的作用是干燥二氧化硫气体，盐酸与漂白粉可以产生氯气，所以产生的实验现象是烧瓶中有黄绿气体产生，
故答案为：干燥管；干燥二氧化硫气体；烧瓶中有黄绿气体产生；
（2）浓硫酸和Cu片在不加热的条件下不反应，所以不能产生二氧化硫，
故答案为：浓硫酸和Cu片在不加热的条件下不能产生二氧化硫；
（3）①SO₂Cl₂与H₂O反应会生成氯化氢和硫酸，反应的化学方程式为SO₂Cl₂+2H₂O=H₂SO₄+2HCl，
故答案为：SO₂Cl₂+2H₂O=H₂SO₄+2HCl；
②检验溶液中Cl^-的方法是用硝酸酸化的硝酸银溶液，实验操作为在所得溶液中滴加硝酸酸化的硝酸银溶液，若溶液中出现白色沉淀，则说明溶液中有氯离子，
故答案为：在所得溶液中滴加硝酸酸化的硝酸银溶液，若溶液中出现白色沉淀，则说明溶液中有氯离子；
（4）若缺少装置D，则有水分进入C装置，氯气和二氧化硫可能反应生成硫酸和氯化氢，反应的离子方程式为Cl₂+SO₂+2H₂O=SO₄^2-+2Cl^-+4H⁺，实验中二氧化硫、氯气都是有毒气体，会污染空气，而装置中没有尾气吸收装置，所以该实验装置的缺点是没有尾气吸收装置，
故答案为：Cl₂+SO₂+2H₂O=SO₄^2-+2Cl^-+4H⁺；没有尾气吸收装置；
（5）由于合成的反应为放热反应，而硫酰氯在100℃以上开始分解，所以反应的温度不能太高，可以通过冷却和控制反应速率的方法，故选②③．

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．