题目内容
【题目】氯磺酸是无色液体,密度1.79g·cm-3,沸点约152℃。氯磺酸有强腐蚀性,遇湿空气产生强烈的白雾,故属于危险品。制取氯磺酸的典型反应是在常温下进行的,反应为 HCl(g)+SO3 = HSO3Cl。实验室里制取氯磺酸可用下列仪器装置(图中夹持、固定仪器等已略去),实验所用的试剂、药品有:①密度1.19g·cm-3浓盐酸 ②密度1.84g·cm-3、质量分数为98.3%的浓硫酸 ③发烟硫酸(H2SO4··SO3) ④无水氯化钙 ⑤水。制备时要在常温下使干燥的氯化氢气体和三氧化硫反应,至不再吸收HCl时表示氯磺酸已大量制得,再在干燥HCl气氛中分离出氯磺酸。
(1)仪器中应盛入的试剂与药品(填数字序号):A中的a____ B____ C_____ F_____ 。
(2)A的分液漏斗下边接有的毛细管是重要部件,在发生气体前要把它灌满a中液体,在发生气体时要不断地均匀放出液体。这是因为______________________________________。
(3)实验过程中需要加热的装置是___________________ (填装置字母)。
(4)若不加F装置,可能发生的现象是________________________________________, 有关反应的化学方程式______________________________________________________。
(5)在F之后还应加的装置是_______________________________________________。
【答案】① ② ③ ④ 使密度较浓硫酸小的浓盐酸顺利流到底部,能顺利产生HCl气体 C 产生大量白雾 HSO3Cl+H2O= H2SO4+HCl↑ 加一倒扣漏斗于烧杯水面上的吸收装置
【解析】
题中已经告知氯磺酸的一些性质及制备信息。要结合这些信息分析各装置的作用。制备氯磺酸需要HCl气体,则A为HCl气体的发生装置,浓硫酸吸水放热,可以加强浓盐酸的挥发性。B为浓硫酸,用来干燥HCl气体,因为氯磺酸对潮湿空气敏感。C为氯磺酸的制备装置,因为C有温度计,并连有冷凝装置,反应结束后可以直接进行蒸馏,所以C中装的物质是发烟硫酸。E用来接收氯磺酸。由于氯磺酸对潮湿空气敏感,F中要装无水氯化钙,以防止空气中的水蒸气进入装置中。
(1)A为HCl的发生装置,则a装①浓盐酸;B要干燥HCl气体,则B要装②浓硫酸;C为氯磺酸的发生装置,则C要装③发烟硫酸;F要装④无水氯化钙,以防止空气中的水蒸气进如装置;
(2)由题知,浓盐酸的密度比浓硫酸小,如果直接滴加,两种液体不能充分混合,这样得到的HCl气流不平稳。故题中的操作的目的是使密度较浓硫酸小的浓盐酸顺利流到底部,充分混合两种液体,能顺利产生HCl气体;
(3)C装置既是氯磺酸的发生装置,也是氯磺酸的蒸馏装置,所以C需要加热;
(4)若无F装置,则空气中的水蒸气会进入装置中,氯磺酸对水汽极为敏感,则可以看到产生大量白雾,方程式为HSO3Cl+H2O= H2SO4+HCl↑;
(5)实验中,不能保证HCl气体完全参加反应,肯定会有多于的HCl气体溢出,则需要尾气处理装置,由于HCl极易溶于水,最好加一倒扣漏斗于烧杯水面上的吸收装置。