Question

1．硫酰氯（SO₂Cl₂）是一种重要的化工试剂，实验室合成硫酰氯的实验装置如图所示：
已知：①SO₂（g）+Cl₂（g）$\stackrel{催化剂}{?}$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”；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）装置甲为储气装置，用于提供氯气，则仪器A中盛放的试剂为饱和食盐水．装置丙中活性炭的作用是催化剂．
（2）在如图方框内画出所缺装置，并注明相关试剂的名称．
（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2C1SO₃H$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SO₂Cl₂+H₂SO₄，分离产物的方法是（填字母）C．
A．重结晶          B．过滤           C．蒸馏           D．萃取
（4）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
（5）在无活性炭存在的条件下SO₂与Cl₂也可发生反应，现将SO₂、Cl₂按照一定比例通入水中，请设计一个简单实验验证二者是否恰好完全反应：取少量溶液，向其中加入品红溶液，若品红溶液不褪色，说明二者恰好完全反应，否则，二者未完全反应（简要描述实验步骤、现象和结论）．仪器自选，供选择试剂：滴加酚酞的氢氧化钠溶液、碘化钾溶液、淀粉溶液、品红溶液．

Answer 1

分析 根据装置图可知，装置甲为储气装置，用于提供氯气，则仪器A中盛放的试剂要将氯气压入后续反应装置，所以不能溶解氯气，应为饱和食盐水，硫酰氯易水解，所以生成的氯气要干燥，所以乙中应装有浓硫酸干燥氯气，氯气与二氧化硫反应需要用活性碳作催化剂，硫酰氯易水解易挥发，所以在三颈烧瓶上方应连接一个冷凝管和装有碱石灰的干燥管，则甲中活性炭的作用是催化剂，
（1）氯气难溶于饱和食盐水；该反应需要催化剂，则甲中活性炭的作用是催化剂；
（2）装硫酰氯易水解，所以参加反应的氯气需要干燥；
（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）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；
（5）二氧化硫溶液与氯水都可以漂白品红溶液，若二者恰好完全反应得到盐酸、硫酸，不能使品红溶液褪色．

解答 解：根据装置图可知，装置甲为储气装置，用于提供氯气，则仪器A中盛放的试剂要将氯气压入后续反应装置，所以不能溶解氯气，应为饱和食盐水，硫酰氯易水解，所以生成的氯气要干燥，所以乙中应装有浓硫酸干燥氯气，氯气与二氧化硫反应需要用活性碳作催化剂，硫酰氯易水解易挥发，所以在三颈烧瓶上方应连接一个冷凝管和装有碱石灰的干燥管，则甲中活性炭的作用是催化剂，
（1）根据上面的分析可知，仪器A中盛放的试剂为 饱和食盐水，装置丙中活性炭的作用是催化剂，故答案为：饱和食盐水；催化剂；
（2）根据上面的分析可知，在如图方框内画出所缺装置为浓硫酸干燥氯气的装置，装置图为，故答案为：；
（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，因此该反应的化学方程式为2C1SO₃H$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$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，答案选C，
故答案为：2C1SO₃H$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SO₂Cl₂+H₂SO₄；C；
（4）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，
故答案为：①②③；
（5）二氧化硫溶液与氯水都可以漂白品红溶液，若二者恰好完全反应得到盐酸、硫酸，不能使品红溶液褪色，检验方案为：取少量溶液，向其中加入品红溶液，若品红溶液不褪色，说明二者恰好完全反应，否则，二者未完全反应，
故答案为：取少量溶液，向其中加入品红溶液，若品红溶液不褪色，说明二者恰好完全反应，否则，二者未完全反应．

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．