《2025年学霸高考黑题化学人教版》

硫酰氯（SO₂Cl₂）是一种重要的化工试剂，通常条件下其为无色液体，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SO₂和Cl₂，长期放置也会发生分解。回答下列问题：
Ⅰ.制备SO₂Cl₂。实验室合成SO₂Cl₂的原理为SO₂(g)+Cl₂(g)$\xlongequal{催化剂}$SO₂Cl₂(l) ΔH=-97.3 kJ·mol⁻¹，实验装置如图所示：
(1)实验室中用Na₂SO₃固体与70%的硫酸反应制取SO₂，则装置甲可选取下列装置b(填字母)。

(2)装置己中发生反应的离子方程式为，装置乙和装置丁的作用（填“相同”或“不相同”）。
(3)制备的硫酰氯会发黄，其原因可能为装置丙中反应温度过高导致硫酰氯分解；为了防止这种情况出现，对装置丙进行改进的措施为将装置丙进行冰(或冷)水浴。
Ⅱ.测定SO₂Cl₂产品纯度（杂质不参与反应）。称取m g SO₂Cl₂产品于锥形瓶中，加入足量蒸馏水，充分反应。滴加几滴K₂CrO₄溶液作指示剂，用c mol·L⁻¹的AgNO₃溶液滴定反应后的溶液中Cl⁻的含量，平行实验三次，达到滴定终点时消耗AgNO₃溶液的平均体积为V mL。已知：

(4)SO₂Cl₂与H₂O反应的化学方程式为SO₂Cl₂+2H₂O══H₂SO₄+2HCl，滴定终点的现象是滴入最后半滴AgNO₃溶液时，出现砖红色沉淀，半分钟内不变化。
(5)该SO₂Cl₂产品的纯度为$\frac{13.5cV}{2m}$（或$\frac{6.75cV}{m}$）%(用含m、V的式子表示)。

答案：
(1)b
(2)2H⁺+2Cl⁻+MnO₂$\xlongequal {\triangle}$Cl₂↑+Mn²⁺+2H₂O 相同
(3)装置丙中反应温度过高导致硫酰氯分解 将装置丙进行冰(或冷)水浴
(4)SO₂Cl₂+2H₂O══H₂SO₄+2HCl 滴入最后半滴AgNO₃溶液时，出现砖红色沉淀，半分钟内不变化
(5)$\frac{13.5cV}{2m}$（或$\frac{6.75cV}{m}$）
解题思路
甲制备二氧化硫，乙干燥二氧化硫并根据气泡的速率判断生成二氧化硫的快慢；己制备氯气，戊除氯气中的HCl，丁干燥氯气并根据气泡的速率判断排出氯气的快慢，二氧化硫和氯气通入丙中发生反应SO₂(g)+Cl₂(g)$\xrightarrow {催化剂}$SO₂Cl₂(l)制备SO₂Cl₂。
解析：
(1)实验室中用Na₂SO₃固体与70%的硫酸反应制取SO₂，属于固体+液体不加热制备气体，由于Na₂SO₃易溶于水，故不能使用a和c。
(2)装置己中浓盐酸与MnO₂加热制备氯气；由分析可知，装置乙和丁的作用都是干燥气体并根据气泡的速率判断排出气体的快慢，作用相同。
(4)SO₂Cl₂与H₂O反应时化合价不变，生成H₂SO₄和HCl，滴定时滴加几滴K₂CrO₄溶液作指示剂，用硝酸银滴定，先生成白色沉淀，Cl⁻先反应，故滴定终点时现象为滴入最后半滴AgNO₃溶液时，出现砖红色沉淀，半分钟内不变化。
(5)SO₂Cl₂水解方程式为SO₂Cl₂+H₂O══H₂SO₄+2HCl，c mol·L⁻¹ AgNO₃溶液滴定反应后的溶液，终点时消耗AgNO₃溶液的平均体积为V mL，n(SO₂Cl₂)=$\frac{1}{2}$n(AgNO₃)=$\frac{1}{2}$×cV×10⁻³mol = $\frac{1}{2}$cV×10⁻³mol，SO₂Cl₂产品的纯度为$\frac{\frac{1}{2}cV×10⁻³×135 g}{2m g}$×100% = $\frac{13.5cV}{2m}$%。