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【题目】硫酰氯(SO2Cl2)常作氯化剂或氯磺化剂,用于制作药品、染料、表面活性剂等。有关物质的部分性质如表:

物质

熔点/℃

沸点/℃

其它性质

SO2Cl2

-54.1

69.1

①易水解,产生大量白雾

②易分解:SO2Cl2SO2↑+Cl2↑

H2SO4

10.4

338

吸水性且不易分解

实验室用干燥而纯净的二氧化硫和氯气合成硫酰氯,装置如图所示(夹持仪器已省略),请回答有关问题:

(1)仪器A冷却水的进口为___(填“a”或“b”)。

(2)仪器B中盛放的药品是___。此仪器作用为:___。

(3)实验时,装置丁中发生反应的离子方程式为___。

(4)装置丙的作用为___,若缺少装置乙,则硫酰氯会水解,该反应的化学方程式为___。

(5)少量硫酰氯也可用氯磺酸(ClSO3H)分解获得,该反应的化学方程式为:2ClSO3H═H2SO4+SO2Cl2,此方法得到的产品中会混有硫酸。

①从分解产物中分离出硫酰氯的方法是___。

②请设计实验方案检验产品中有硫酸(可选试剂:稀盐酸、稀硝酸、BaCl2溶液、蒸馏水、石蕊溶液):___。

【答案】a 碱石灰 吸收未反应的Cl2和SO2,防止水蒸气进入甲装置中 ClO3-+5Cl-+6H+=3Cl2↑+3H2O 除去Cl2中的HCl SO2Cl2+2H2O=H2SO4+ 2HCl 蒸馏 取产物在干燥条件下加热至完全反应(或挥发或分解等),冷却后加水稀释;取少量溶液滴加紫色石蕊试液变红;再取少量溶液,加入BaCl2溶液产生白色沉淀,说明含有H2SO4。或取反应后的产物直接加BaCl2溶液,有白色沉淀,再滴加紫色石蕊试液变红,说明含有H2SO4

【解析】

本实验的目的是用干燥而纯净的二氧化硫和氯气合成硫酰氯;其中根据题中的装置图可知,仅需要制备Cl2即可,则丁为制备Cl2的发生装置,丙中装有饱和食盐水(除去HCl气体),乙中装有浓硫酸(吸收水蒸气)。甲为制备硫酰氯的反应装置。

(1)根据采用逆流的冷凝效果好,所以冷凝管中的冷却水进口为a;

(2)甲装置:SO2(g)+Cl2(g)SO2Cl2,二氧化硫、氯气为有毒的酸性气体,产物硫酰氯会水解,所以仪器B中盛放的药品是碱性物质碱石灰,可防止空气中的水蒸气进入装置,同时吸收挥发出去的二氧化硫和氯气;

(3)浓盐酸和氯酸钾发生反应生成KCl、氯气和水,反应为:6HCl(浓)+KClO3=KCl+3Cl2↑+3H2O,离子方程式为:ClO3-+5Cl-+6H+=3Cl2↑+3H2O;

(4)盐酸易挥发,制取的氯气中含有氯化氢,氯气难溶于饱和食盐水;HCl易溶于水,而氯气难溶于饱和食盐水,可用饱和NaCl溶液除去Cl2中的少量HCl,所以丙装置作用为诶:除去Cl2中的HCl,SO2Cl2遇水生成硫酸和氯化氢,则其水解方程式为:SO2Cl2+2H2O═H2SO4+2HCl;

(5)①二者为互溶液体,沸点相差较大,采取蒸馏法进行分离;

②氯磺酸(ClSO3H)分解:2ClSO3HH2SO4+SO2Cl2,取产物在干燥条件下加热至完全反应(或挥发或分解等),冷却后加水稀释;取少量溶液滴加紫色石蕊试液变红,证明溶液呈酸性,再取少量溶液,加入BaCl2溶液产生白色沉淀,说明含有H2SO4,或取反应后的产物直接加BaCl2溶液,有白色沉淀,证明含有硫酸根离子,再滴加紫色石蕊试液变红,说明含有H2SO4。

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A. ①④⑤⑥ B. ②④⑤⑥ C. ②③⑤⑥ D. ①②③④

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资料:IO3-在酸性溶液氧化I-,反应为IO3- + 5I- + 6H+ = 3I2 + 3H2O

(1)溶液变蓝,说明Na2SO3具有_________性。

(2)针对t秒前溶液未变蓝,小组做出如下假设:

i.t秒前未生成I2,是由于反应的活化能______(填“大”或“小”),反应速率慢导致的。

ii.t秒前生成了I2,但由于存在Na2SO3,_____(用离子方程式表示),I2被消耗。

(3)下述实验证实了假设ii合理。

实验II:向实验I的蓝色溶液中加入_______,蓝色迅速消失,后再次变蓝。

(4)进一步研究Na2SO3溶液和KIO3溶液反应的过程,装置如下。

实验III:K闭合后,电流表的指针偏转情况记录如下表:

表盘

时间/min

0~t1

t2~t3

t4

偏转

位置

右偏至Y

指针回到“0”处,又返至“X”处;如此周期性往复多次……

指针

归零

① K闭合后,取b极区溶液加入盐酸酸化的BaCl2溶液,现象是______。

② 0~t1时,从a极区取溶液于试管中,滴加淀粉溶液,溶液变蓝;直接向a极区滴加淀粉溶液,溶液未变蓝。判断IO3- 在a极放电的产物是_______。

③ 结合反应解释t2~t3时指针回到“0”处的原因:________。

(5)综合实验I、II、III,下列说法正确的是_______。

A.对比实验I、II,t秒后溶液变蓝,I中SO32-被完全氧化

B.对比实验I、III,t秒前IO3- 未发生反应

C.实验III中指针返回X处的原因,可能是I2氧化SO32-

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