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7.氯化法是合成硫酰氯(SO2Cl2)的常用方法,实验室合成硫酰氯(SO2Cl2)的反应和实验装置如下:SO2(g)+Cl2(g)$\stackrel{催化剂}{?}$SO2Cl2(l)△H=-97.3kJ/mol.
有关信息如下: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”;100℃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)装置甲中仪器A的名称为冷凝管或蛇形冷凝管或环形冷凝管,甲中活性炭的作用是催化剂,B的作用为吸收空气中水蒸气,且吸收未反应的二氧化硫与氯气,防止污染空气;
(2)装置丁中发生反应的离子方程式为Cl-+ClO-+2H+=Cl2↑+H2O;
(3)氯磺酸(ClSO3H)加热分解,也能制得硫酰氯与另外一种物质,该反应的化学方程式为2ClSO3H$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SO2Cl2+H2SO4,分离产物的方法是C(填字母);
A.重结晶      B.过滤      C.蒸馏       D.萃取
(4)装置丙的作用为除去HCl气体,若缺少装置乙,氯气和二氧化硫可能发生反应的化学方程式为SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl;
(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若三颈烧瓶发烫,可适当降温    ④加热三颈烧瓶.

分析 (1)根据仪器的构造可判断装置甲中仪器A的名称;该反应需要催化剂,则甲中活性炭的作用是催化剂;硫酰氯在潮湿空气中“发烟”,而空气中含有水蒸气;
(2)装置丁是提供氯气的,在酸性溶液中漂白粉能氧化氯离子生成氯气;
(3)氯磺酸(C1SO3H)加热分解,也能制得硫酰氯与另外一种物质,根据原子守恒可知另一种生成物是硫酸;硫酰氯通常条件下为无色液体,熔点为-54.1℃,沸点为69.1℃,而硫酸沸点高;
(4)生成的氯气中含有氯化氢;氯气和二氧化硫可能发生反应生成硫酸;
(5)由于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”;100℃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.

解答 解:(1)根据仪器的构造可判断装置甲中仪器A的名称为冷凝管或蛇形冷凝管或环形冷凝管;该反应需要催化剂,则甲中活性炭的作用是催化剂;硫酰氯在潮湿空气中“发烟”,而空气中含有水蒸气,则装置B的作用是吸收空气中水蒸气,且吸收未反应的二氧化硫与氯气,防止污染空气,
故答案为:冷凝管或蛇形冷凝管或环形冷凝管;催化剂; 吸收空气中水蒸气,且吸收未反应的二氧化硫与氯气,防止污染空气;
(2)装置丁是提供氯气的,在酸性溶液中漂白粉能氧化氯离子生成氯气,则装置丁中发生反应的离子方程式为Cl-+ClO-+2H+=Cl2↑+H2O,
故答案为:Cl-+ClO-+2H+=Cl2↑+H2O;
(3)氯磺酸(ClSO3H)加热分解,也能制得硫酰氯与另外一种物质,根据原子守恒可知另一种生成物是硫酸,因此该反应的化学方程式为2ClSO3H $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SO2Cl2+H2SO4;硫酰氯通常条件下为无色液体,熔点为-54.1℃,沸点为69.1℃,而硫酸沸点高,则分离产物的方法是蒸馏,则C正确,
故答案为:2ClSO3H $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SO2Cl2+H2SO4;C;
(4)生成的氯气中含有氯化氢,所以装置丙的作用为除去HCl气体.氯气具有强氧化性,能氧化SO2,装置乙是干燥氯气的,因此若缺少装置乙,氯气和二氧化硫可能发生反应的化学方程式为SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl,故答案为:除去HCl气体; SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl;
(5)由于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”;100℃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,因此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①先通冷凝水,再通气,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,但不能加热三颈烧瓶,否则会加速分解,①②③正确,故答案为:①②③.

点评 本题考查制备实验方案的设计,为高频考点,把握制备原理、实验装置的作用、实验技能为解答的关键,侧重分析与实验能力的考查,题目难度不大.

练习册系列答案
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2.醇脱水是合成烯烃的常用方法,实验室合成环己烯的反应和实验装置如下:
  $→_{△}^{浓硫酸}$+H2O
可能用到的有关数据如下:
相对分子质量密度/(g•cm-3)沸点/℃溶解性
环己醇1000.961 8161微溶于水
环己烯820.810 283难溶于水
合成反应:
在a中加入20g环己醇和2小片碎瓷片,冷却搅动下慢慢加入1mL浓硫酸.b中通入冷却水后,开始缓慢加热a,控制馏出物的温度不超过90℃.
分离提纯:
反应粗产物倒入分液漏斗中分别用少量5%碳酸钠溶液和水洗涤,分离后加入无水氯化钙颗粒,静置一段时间后弃去氯化钙.最终通过蒸馏得到纯净环己烯10g.
回答下列问题:
(1)装置b的名称是冷凝管.
(2)加入碎瓷片的作用是防止暴沸;如果加热一段时间后发现忘记加瓷片,应该采取的正确操作是B(填正确答案标号).
A.立即补加         B.冷却后补加C.不需补加         D.重新配料
(3)本实验中最容易产生的副产物的结构简式为.
(4)分液漏斗在使用前须清洗干净并检漏;在本实验分离过程中,产物应该从分液漏斗的上口倒出(填“上口倒出”或“下口放出”).
(5)分离提纯过程中加入无水氯化钙的目的是干燥.
(6)在环己烯粗产物蒸馏过程中,不可能用到的仪器有C(填正确答案标号).
A.蒸馏烧瓶    B.温度计    C.吸滤瓶      D.冷凝管    E.接收器
(7)本实验所得到的环己烯产率是C(填正确答案标号).
A.41%         B.50%         C.61%         D.70%
19.在周期表中1~36号之间的A、B、C、D、E、F六种元素,它们的原子序数依次增大,已知A与其余五种元素既不同周期也不同主族,B的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代,C元素原子的最外层有3个自旋方向相同的未成对电子,D原子核外电子有8种不同的运动状态,E元素在第四周期,E的基态原子中未成对电子数是核外电子总数的$\frac{1}{4}$,F元素位于周期表的ds区,其基态原子最外能层只有一个电子.
(1)写出基态E原子的价电子排布图3d54s1.
(2)B、C、D三种元素第一电离能由小到大的顺序为C<O<N(用元素符号表示).
(3)B的最高价氧化物对应的水化物分子中,中心原子的杂化类型为sp2杂化,C的单质与化合物BD是等电子体,根据等电子体原理,写出化合物BD的电子式.
(4)A2D的沸点在同族元素中最高,其原因是由于水分子间形成氢键,导致沸点升高.A2D由液态形成晶体时密度减小(填“增大”、“不变”或“减小”),其主要原因水形成晶体时,每个水分子与4个水分子形成氢键,构成空间正四面体网状结构,水分子空间利用率低,密度反而减小.(用文字叙述).
(5)已知D、F能形成一种化合物,其晶胞的结构如图所示,则该化合物的化学式为Cu2O.(用元素符号表示)
若相邻D原子和F原子间的距离为a cm,阿伏伽德罗常数为NA,则该晶体的密度为$\frac{27\sqrt{3}}{2{N}_{A}{a}^{3}}$g.cm-3(用含a、NA的符号表示).

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