硫酰*(SO2Cl2)是一种重要的化工试剂,*化法是合成硫酰*(SO2Cl2)的常用方法。实验室合成硫酰*的实...
问题详情:
硫酰*(SO2Cl2)是一种重要的化工试剂,*化法是合成硫酰*(SO2Cl2)的常用方法。实验室合成硫酰*的实验装置如下图所示(部分夹持装置未画出):
已知:① SO2(g) + Cl2(g)=SO2Cl2(l) ΔH=-97.3 kJ/mol。
② 硫酰*常温下为无*液体,熔点为-54.1℃,沸点为69.1℃,在潮湿空气中“发烟”。
③ 100℃以上或长时间存放硫酰*都易分解,生成二氧化硫和*气。
回答下列问题:
(1) 装置A中发生反应的离子方程式为___________。
(2) 装置B的作用为_______________________________,若缺少装置C,装置D中SO2与Cl2还可能发生反应的化学方程式为________________________。
(3) 仪器F的名称为_________________,E中冷凝水的入口是___________(填“a”或“b”),F的作用为_______________________________________________。
(4) 当装置A中排出*气1.12 L(已折算成标准状况)时,最终得到5.4 g纯净的硫酰*,则硫酰*的产率为____________。为提高本实验中硫酰*的产率,在实验*作中需要注意的事项有________(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) *磺*(ClSO3H)加热分解,也能制得硫酰*2ClSO3H=SO2Cl2 + H2SO4,分离产物方法是_____
A.重结晶B.过滤 C.蒸馏D.萃取
(6) 长期存放的硫酰*会发黄,其原因可能为_______________________。
【回答】
【*】 (1). 2MnO4— + 10Cl— + 16H+=2Mn2+ + 5Cl2↑+ 8H2O (2). 除去HCl (3). SO2 + Cl2 + 2H2O=2HCl + H2SO4 (4). 球形干燥管 (5). a (6). 防止空气中的水蒸汽进入;吸收尾气,防治污染空气 (7). 80% (8). ①②③ (9). C (10). 硫酰*分解产生*气溶解在硫酰*中导致其发黄
【解析】
【分析】
由合成硫酰*的实验装置可知,A中发生2KMnO4+16HCl=2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O,因浓盐*易挥发,B中饱和食盐水可除去*气中的HCl气体杂质,C中浓硫*可干燥*气,D为三颈烧瓶,D中发生SO2(g)+Cl2(g)═SO2Cl2(l),E中冷却水下进上出效果好,结合信息②可知,F中碱石灰吸收尾气、且防止水蒸气进入D中,据此解答(1)~(3);
(4) ,由SO2(g)+Cl2(g)═SO2Cl2(l)可知,理论上生成SO2Cl2为;为提高本实验中硫酰*的产率,应在低温度下,且利于原料充分反应;(5)生成物均为液体,但沸点不同;(6)由信息③可知,硫酰*易分解。
【详解】(1)装置A中发生反应的离子方程式为2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O,故*为:2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O;
(2)装置B的作用为除去HCl,若缺少装置C,装置D中SO2与Cl2还可能发生反应的化学方程式为SO2+Cl2+2H2O=2HCl+H2SO4,
故*为:除去HCl;SO2+Cl2+2H2O=2HCl+H2SO4;
(3)仪器F的名称为三颈烧瓶,为保*良好的冷凝效率,E中冷凝水的入口是a。硫酰*在潮湿空气中“发烟”说明其与水蒸汽可以发生反应;实验中涉及两种有毒的反应物气体,它们有可能过量,产物也易挥发,因此,F的作用为吸收尾气,防止污染空气,防止水蒸气进入。
故*为:球形干燥管;a;吸收尾气,防止污染空气,防止水蒸气进入;
(4) ,由SO2(g)+Cl2(g)═SO2Cl2(l)可知,理论上生成SO2Cl2为,最终得到5.4g纯净的硫酰*,则硫酰*的产率为,为提高本实验中硫酰*的产率,在实验*作中需要注意的事项有:①先通冷凝水,再通气,以保*冷凝效率;②控制气流速率,宜慢不宜快,这样可以提高原料气的利用率;③若三颈烧瓶发烫,可适当降温,这样可以减少产品的挥发和分解。结合信息可知不能加热。
故*为:80%;①②③;
(5)生成物均为液体,但沸点不同,可选择蒸馏法分离,故*为:C;
(6)由信息③可知,硫酰*易分解,则长期存放的硫酰*会发黄,其原因可能为硫酰*分解产生*气,故*为: 硫酰*分解产生*气溶解在硫酰*中导致其发黄。
【点睛】本题考查物质的制备实验,为高频考点,把握实验装置的作用、制备原理、实验技能为解答的关键,侧重分析与实验能力的考查,注意习题中的信息及应用。
知识点:烃的衍生物单元测试
题型:推断题
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