Question

【題目】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在活性炭作用下反應制取少量的SO2Cl2,裝置如圖所示(部分夾持裝置省略)。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，并產生白霧。

(1)儀器B的名稱為_____,由儀器B的使用可知SO2與Cl2反應的ΔH____(填“>”或“<”)0。

(2)儀器C的作用是________________________________。

(3)試劑X、Y的組合最適宜的是______。

a.18.4mol/LH2SO4溶液+Cu b.4mol/LHNO3溶液+Na2SO3 c.75%H2SO4溶液+K2SO3

(4)反應結束后，將丙中產物分離的實驗操作的名稱是______。

(5)分離產物后，向獲得的SO2Cl2中加入足量NaOH溶液，振蕩、靜置得到無色溶液w。

①寫出該反應的離子方程式:___________。

②檢驗溶液w中存在SO42-的方法是________。

(6)若反應中消耗的氯氣的體積為896 mL(已轉化為標準狀況，SO2足量)，最后得到純凈的磺酰氯3.3 g，則磺酰氯的產率為_________(保留三位有效數字)。

Answer 1

【答案】球形冷凝管 < 吸收尾氣Cl2、SO2防止污染環(huán)境，同時防止空氣中的水蒸氣進入反應體系，引起磺酰氯水解 c 蒸餾 SO2Cl2+4OH-=SO42-+2Cl-+2H2O 取少量w溶液于試管中,加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成，則溶液w中存在SO42- 61.1%

【解析】

甲裝置制備二氧化硫，己裝置制備氯氣，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，戊是飽和食鹽水，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C中導致磺酰氯水解。

(1)根據裝置圖可知，儀器B的名稱為球形冷凝管，因冷凝管的作用是冷凝回流但反應沒有進行加熱操作，可知SO2與氯氣間的反應為放熱反應，△H<0；

(2)由于會有一部分Cl2、SO2通過冷凝管逸出，且SO2Cl2遇水易水解，裝置C中含有堿石灰，堿石灰的作用是用于吸收氯氣、SO2，防止污染環(huán)境并防止空氣中的水蒸氣進入B中而導致磺酰氯水解；

(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，所以要選用的合適選項是c，即用75% H2SO4+K2SO3來制備SO2；

(4)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；

(5)①SO2Cl2與NaOH溶液反應生成硫酸鈉和氯化鈉，該反應的離子方程式為：SO2Cl2+4OH-=2Cl-+SO42-+2H2O；

②要檢驗溶液中的SO42-應排除Cl-的干擾，方法是取少量w溶液于試管中，加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成，則溶液w中存在SO42-；

(6)標準狀況下，896mLCl2為n(Cl2)=0.896L÷22.4L/mol=0.04mol，根據元素守恒可知理論上可得到0.04molSO2Cl2，即為m(SO2Cl2)=0.04mol×135g/mol=5.4g，因此SO2Cl2的產率為=61.1%。