Question

氯磺酸(ClSO₃H)在军事上常用作烟幕剂等，其可由SO₃和HCl在115～130℃下制取。某校同学设计实验制备少量的氯磺酸。回答下列问题：

(1)甲组同学设计如图甲装置制备HCl气体，试分析其原理：_________________________。

(2)乙组同学利用铜与浓硫酸制SO₂，铜与浓硝酸制NO₂，干燥后混合制取SO₃(s)，其装置如图乙所示。

①图乙中制取SO₂的装置是__________(填字母)；写出制取NO₂的离子方程式：_________。

②C装置中发生反应的化学方程式为_______________________________________。

(3)图乙反应结束后，丙组同学拆开装置乙，将装置甲与C装置相连，然后向C装置中通HCl并加热，适宜的加热方式是___________(填字母)。

a.油浴(温度可控制100～260℃)     b.沙浴     c.水浴     d.直接加热

Answer

浓硫酸吸水放热，HCl气体逸出 A Cu＋4H＋＋2NO3－=Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O NO2＋SO2=NO＋SO2 a

【解析】

(1)图甲是制取HCl的装置，利用浓硫酸遇水放出热量，浓盐酸具有挥发性进行分析；

(2)①Cu和浓硫酸反应需要加热，Cu和浓硝酸反应不需要加热，据此分析；

②装置C目的是制取SO3，反应物是NO2和SO2，产物有SO3和NO，据此分析；

(3)根据实验条件，SO2和HCl反应温度在115℃～130℃条件下进行，据此分析；

(1)图甲装置是制备HCl，浓硫酸遇水放出大量的热，浓盐酸受热易挥发，这样得到HCl气体；

答案：浓硫酸吸水放热，HCl气体逸出；

(2)①根据实验目的，让SO2和NO2反应生成SO3，Cu和浓硫酸反应需要加热进行，Cu和浓硝酸常温下反应，根据图乙，装置A是制备SO2的；Cu和浓硝酸反应的离子方程式为Cu＋4H＋＋2NO3－=Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O；

答案：A；Cu＋4H＋＋2NO3－=Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O；

②实验目的是在制备SO3，根据装置图除生成SO3外，还生成NO，即反应方程式为NO2＋SO2=NO＋SO2；

答案：NO2＋SO2=NO＋SO2；

(3) SO2和HCl反应温度在115℃～130℃条件下进行，

a. 油浴的温度可控制在100℃～260℃，符合反应温度，受热均匀，故a符合题意；

b. 沙浴温度可达300℃～400℃，超过反应条件，故b不符合题意；

c. 水浴温度不超过100℃，故c不符合题意；

d. 直接加热，造成受热不均匀，故d不符合题意；

答案：a。