Question

2．磺酰氯（SO₂Cl₂）是一种重要的有机合成试剂，实验室可利用SO₂与Cl₂在活性炭作用下反应制取少量的SO₂Cl₂，装置如图所示（有些夹持装置省略）．已知SO₂Cl₂的熔点为-54.1℃，沸点为69.1℃，遇水能发生剧烈的水解反应，并产生白雾．

（1）单独检验己装置气密性的方法是：关闭分液漏斗活塞，将导管末端插入水中，加热烧瓶，导管口有气泡产生，停止加热，导管内形成一段高于液面的稳定水注，则气密性好．
（2）由仪器B的使用可知SO₂与Cl₂反应的△H＜0（填“＞”或“＜”），仪器C的作用是吸收尾气Cl₂、SO₂，防止环境污染，同时防止空气中的水蒸气进入引起磺酰氯水解．
（3）试剂X、Y的组合最好是c．
a．18.4mol/L H₂SO₄+Cu   b．4mol/L HNO₃+Na₂SO₃  c．60% H₂SO₄+K₂SO₃
（4）反应结束后，将丙中产物分离的实验操作是蒸馏．
（5）分离产物后，向获得的SO₂Cl₂中加入足量NaOH溶液，振荡、静止得到无色溶液w．
①写出该反应的离子方程式：SO₂Cl₂+4OH^-=2Cl^-+SO₄^2-+2H₂O；
②检验溶液w中存在Cl^-的方法是取少量w于试管中，加入足量Ba（NO₃）₂溶液，静置，向上层清液加入硝酸酸化的AgNO₃溶液，有白色沉淀生成，则w中存在Cl^-．
（6）SO₂Cl₂可以作为锂离子电池的正极活性材质，已知电池反应为：2Li+SO₂Cl₂═2LiCl+SO₂↑．则电池工作时，正极的电极反应式为SO₂Cl₂+2e^-=SO₂↑+2Cl^-．

Answer 1

分析 甲装置制备二氧化硫，己装置制备氯气，二氧化硫与氯气在丙中反应生成SO₂Cl₂，丙中活性炭可能起催化剂作用，SO₂Cl₂遇水发生剧烈的水解反应，乙为干燥二氧化硫，戊是饱和食盐水，降低氯气溶解度，丁干燥氯气，SO₂Cl₂沸点低、易挥发，B为冷凝管，使挥发的产物SO₂Cl₂冷凝回流，碱石灰吸收为反应的二氧化硫、氯气，防止污染空气，并吸收空气中的水蒸气，防止进入C中导致磺酰氯水解，
（1）根据装置内外压强差形成气泡或水柱分析；
（2）SO₂Cl₂沸点低、易挥发，B为冷凝管，使挥发的产物SO₂Cl₂冷凝回流，说明SO₂与氯气之间的反应属于放热反应；仪器C吸收尾气；
（3）甲装置制备二氧化硫，Cu与浓硫酸反应需要加热，稀硝酸与硫酸钠不反应；
（4）分离沸点不同的液体可以用蒸馏的方法；
（5）①SO₂Cl₂与NaOH溶液反应生成硫酸钠和氯化钠；
②氯离子与银离子反应生成不溶液硝酸的氯化银沉淀，注意应先加入硝酸钡溶液，先排除硫酸根离子的干扰；
（6）Li失电子为负极，SOCl₂为正极，正极上发生得电子的还原反应，据此书写．

解答 解：（1）检验己装置气密性的方法是：关闭分液漏斗活塞，将导管末端插入水中，加热烧瓶，导管口有气泡产生，停止加热，导管内形成一段高于液面的稳定水注，则气密性好；
故答案为：关闭分液漏斗活塞，将导管末端插入水中，加热烧瓶，导管口有气泡产生，停止加热，导管内形成一段高于液面的稳定水注，则气密性好；
（2），因冷凝管的作用是冷凝回流而反应又没有加热，故SO₂与氯气间的反应为放热反应，由于会有一部分Cl₂、SO₂通过冷凝管逸出，故C中应使用碱性试剂，又因SO₂Cl₂遇水易水解，故碱石灰是用于吸收氯气、SO₂并防止空气中的水蒸气进入B中；
故答案为：＜；吸收尾气Cl₂、SO₂，防止环境污染，同时防止空气中的水蒸气进入引起磺酰氯水解；
（3）甲装置制备二氧化硫，Cu与浓硫酸反应需要加热，稀硝酸与硫酸钠不反应，60%硫酸与亚硫酸钾不需要加热可以得到二氧化硫；
故答案为：c；  
（4）分离沸点不同的液体可以用蒸馏的方法，所以丙中混合物分离开的实验操作是蒸馏；
故答案为：蒸馏；
（5）①SO₂Cl₂与NaOH溶液反应生成硫酸钠和氯化钠，离子方程式为：SO₂Cl₂+4OH^-=2Cl^-+SO₄^2-+2H₂O；
故答案为：SO₂Cl₂+4OH^-=2Cl^-+SO₄^2-+2H₂O；
②要检验溶液中的氯离子应排除硫酸根离子的干扰，所以：取少量该溶液于试管中，加入过量Ba（NO₃）₂溶液，静置，向上层清液加入硝酸酸化的AgNO₃溶液，若产生白色沉淀，则说明溶液中有Cl^-；
故答案为：取少量w于试管中，加入足量Ba（NO₃）₂溶液，静置，向上层清液加入硝酸酸化的AgNO₃溶液，有白色沉淀生成，则w中存在Cl^-；
（6）Li失电子为负极，SOCl₂为正极，正极上发生得电子的还原反应，则正极电极方程式为：SO₂Cl₂+2e^-=SO₂↑+2Cl^-；
故答案为：SO₂Cl₂+2e^-=SO₂↑+2Cl^-．

点评 本题考查实验制备方案，为高考常见题型，侧重于学生的分析、实验和计算能力的考查，题目涉及对反应原理、装置及操作的分析评价、离子检验、物质的分离提纯、原电池原理等，注意对物质性质信息的应用，难度中等