Question

6．磺酰氯（SO₂Cl₂）是一種重要的有機合成試劑，實驗室可利用SO₂與Cl₂反應制取少量的SO₂Cl₂．裝置如圖（有些支持裝置省略）所示．已知SO₂Cl₂的熔點為-54.1℃，沸點為69.1℃，遇水能發(fā)生劇烈的水解反應，產物之一為氯化氫氣體．

（1）儀器E的名稱是分液漏斗，儀器C的作用是吸收逸出的有毒的Cl₂、SO₂，防止污染環(huán)境，防止空氣中的水蒸氣進入B使磺酰氯水解．
（2）使用B時冷卻水應從a接口通入，由B的使用可知SO₂與氯氣之間的反應屬于放熱（填“放熱”或“吸熱”）反應，從化學平衡移動角度分析，反應管通水冷卻的目的為冷凝降溫有利于SO₂Cl₂生成．
（3）試劑X、Y的組合最好是c．
a.18.4mol•L^-1 H₂SO₄+Cu
b.4mol•L^-1HNO₃+Na₂SO₄
c.60% H₂SO₄+K₂SO₃
（4）戊是貯氣裝置，則E中的試劑是飽和食鹽水，若用濃鹽酸與二氧化錳為原料制取Cl₂，其反應的離子方程式為MnO₂+2Cl^-+4H⁺$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn ²⁺+Cl₂↑+2H₂O；裝置乙和丁中可以使用同一種試劑，該試劑為濃硫酸．
（5）反應結束后，將丙中混合物分離開的實驗操作是蒸餾．若反應中消耗的氯氣的體積為896mL（已轉化為標準狀況，SO₂足量），最后得到純凈的磺酰氯3.3g，則磺酰氯的產率為61.1%（保留三位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 由（4）戊是貯氯氣裝置，可知甲裝置制備二氧化硫，二氧化硫與氯氣在丙中反應生成SO₂Cl₂，丙中活性炭可能起催化劑作用，SO₂Cl₂遇水發(fā)生劇烈的水解反應，乙為干燥二氧化硫，E中盛放溶液加入戊中排出裝置內氯氣，可以是飽和食鹽水，降低氯氣溶解度，丁干燥氯氣，SO₂Cl₂沸點低、易揮發(fā)，B為冷凝管，使揮發(fā)的產物SO₂Cl₂冷凝回流，堿石灰吸收為反應的二氧化硫、氯氣，防止污染空氣，并吸收空氣中的水蒸氣，防止進入B中導致磺酰氯水解，
（1）根據(jù)裝置圖可知，E為分液漏斗，根據(jù)上面的分析可知C的作用；
（2）根據(jù)逆流冷卻的效果好判斷進水口，因蛇形冷凝管的作用是冷凝回流而反應又沒有加熱，據(jù)此判斷SO₂與氯氣間的反應的熱效應，該反應是放熱反應，降低溫度能使平衡正向移動；
（3）甲是制備SO₂的裝置，銅與濃硫酸反應需要加熱，硝酸能氧化SO₂，據(jù)此答題；
（4）因氯水不溶于飽和食鹽水，故E中的試劑是飽和食鹽水，濃鹽酸與二氧化錳反應生成氯化錳和Cl₂，裝置乙和丁都是用來干燥氣體，所以都可以用濃硫酸；
（5）分離沸點不同的液體可以用蒸餾的方法，標準狀況下，896mlCl₂為0.04mol，故理論上可得到0.04molSO₂Cl₂，由此可求出產率．

解答 解：（1）根據(jù)裝置圖可知，E為分液漏斗，根據(jù)上面的分析可知C的作用是吸收逸出的有毒的Cl₂、SO₂，防止污染環(huán)境，防止空氣中的水蒸氣進入B使磺酰氯水解，
故答案為：分液漏斗；吸收逸出的有毒的Cl₂、SO₂，防止污染環(huán)境，防止空氣中的水蒸氣進入B使磺酰氯水解；
（2）根據(jù)逆流冷卻的效果好可知，冷凝水下進上出，a口接入，因蛇形冷凝管的作用是冷凝回流而反應又沒有加熱，故SO₂與氯氣間的反應為放熱反應，該反應是放熱反應，降低溫度能使平衡正向移動，有利于二氯化砜的生成，故答案為：分液漏斗；放；a；該反應是放熱反應，降低溫度能使平衡正向移動，有利于二氯化砜的生成，
故答案為：a；放熱；冷凝降溫有利于SO₂Cl₂生成；
（2）檢驗甲裝置氣密性的方法是：塞好恒壓漏斗上方的塞子，將蒸餾燒瓶的導氣管進入水中，酒精燈微熱，導管口有氣泡產生，停止加熱，導管口有一段液柱產生，則裝置的氣密性良好，
故答案為：塞好恒壓漏斗上方的塞子，將蒸餾燒瓶的導氣管進入水中，酒精燈微熱，導管口有氣泡產生，停止加熱，導管口有一段液柱產生，則裝置的氣密性良好；
（3）甲是制備SO₂的裝置，銅與濃硫酸反應需要加熱，硝酸能氧化SO₂，所以用c.60% H₂SO₄+K₂SO₃來制備SO₂，故選c；
（4）因氯水不溶于飽和食鹽水，故E中的試劑是飽和食鹽水，濃鹽酸與二氧化錳反應生成氯化錳和Cl₂，反應的離子方程式為MnO₂+2Cl^-+4H⁺$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn ²⁺+Cl₂↑+2H₂O，裝置乙和丁都是用來干燥氣體，所以都可以用濃硫酸，
故答案為：飽和食鹽水；MnO₂+2Cl^-+4H⁺$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn ²⁺+Cl₂↑+2H₂O；濃硫酸；
（5）分離沸點不同的液體可以用蒸餾的方法，所以丙中混合物分離開的實驗操作是蒸餾，標準狀況下，896mlCl₂為0.04mol，故理論上可得到0.04molSO₂Cl₂，即為0.04×135g=5.4g，所以SO₂Cl₂的產為$\frac{3.3g}{5.4g}$×100%=61.1%，故答案為：蒸餾；61.1%．

點評 本題考查實驗制備方案，涉及對反應原理、裝置及操作的分析評價、對儀器的識別、物質的分離提純等，注意對物質性質信息的應用，難度中等．