超酸是一类比纯硫酸更强的酸，在石油重整中用作高效催化剂。某…_2021湖北高考化学第18题答案解析 | 高考真题检索

Question

18. 超酸是一类比纯硫酸更强的酸，在石油重整中用作高效催化剂。某实验小组对超酸HSbF6 的制备及性质

进行了探究。由三氯化锑(SbCl3)制备 HSbF6 的反应如下：SbCl3+Cl2
   80℃SbCl5、
$SbCl5+6HF=HSbF6+5HCl$。制备 SbCl5 的初始实验装置如图(毛细管连通大气，减压时可吸人极少量空气，防
止液体暴沸；夹持、加热及搅拌装置略)：
相关性质如表：
物质 熔点 沸点 性质
SbCl3 73.4℃ 220.3℃ 极易水解
SbCl5 3.5℃ 140℃分解 79℃/2.9kPa 极易水解
回答下列问题：
（1）实验装置中两个冷凝管___(填“能”或“不能”)交换使用。
（2）试剂 X 的作用为___、___。
（3） 反应完成后，关闭活塞a、打开活塞b，减压转移___(填仪器名称)中生成的 SbCl5 至双口烧瓶中。用真
空泵抽气减压蒸馏前，必须关闭的活塞是___(填“a”或“b”)；用减压蒸馏而不用常压蒸馏的主要原因是___。
（4）实验小组在由 SbCl5 制备HSbF6 时，没有选择玻璃仪器，其原因为___。(写化学反应方程式)
（5）为更好地理解超酸的强酸性，实验小组查阅相关资料了解到：弱酸在强酸性溶剂中表现出碱的性质，
如冰醋酸与纯硫酸之间的化学反应方程式为 $CH3COOH+H2SO4=[CH3C(OH)2]+[HSO4]-$。以此类推，H2SO4 与
HSbF6 之间的化学反应方程式为___。
（6）实验小组在探究实验中发现蜡烛可以溶解于HSbF6 中，同时放出氢气。已知烷烃分子中碳氢键的活性
大小顺序为：甲基(—CH 3)<亚甲基(—CH 2—)< 次甲基( ) 。写出 2— 甲基丙烷与 HSbF6 反应的离子方
程式___。

Accepted Answer

(1) 不能; (2) ①. 吸收氯气，防止污染空气 ②. 防止空气中的水蒸气进入三口烧瓶 使 SbCl3、SbCl5 水解; (3) ①. 三口烧瓶 ②. b ③. 防止 SbCl5 分解; (4) $SiO2+4HF=SiF4$↑+2H2O; (5) $H2SO4+HSbF6=[H3SO4]+[SbF6]-$; (6) $CH3CH(CH3)CH3+HSbF6=(CH3)3C++SbF 6-+H2$↑

【答案】 （1）不能 （2） ①. 吸收氯气，防止污染空气 ②. 防止空气中的水蒸气进入三口烧瓶 使 SbCl3、SbCl5 水解 （3） ①. 三口烧瓶 ②. b ③. 防止 SbCl5 分解 （4）$SiO2+4HF=SiF4$↑+2H2O ⑤$H2SO4+HSbF6=[H3SO4]+[SbF6]-$ ⑥$CH3CH(CH3)CH3+HSbF6=(CH3)3C++SbF 6-+H2$↑ 【解析】 【分析】 【小问 1 详解】 与直形冷展管相比，球形冷凝管的冷却面积大，冷却效果好，且由于球形冷凝管的内芯管为球泡状，容易 在球部积留蒸馏液，故不适宜用于倾斜式蒸馏装置，多用于垂直蒸馏装置，故实验装置中两个冷凝管不能 交换使用； 【小问 2 详解】 根据表中提供信息，SbCl3、SbCl5 极易水解，知试剂 X 的作用是防止空气中水蒸气进入三口烧瓶，同时吸 收氯气，防止污染空气； 【小问 3 详解】 由实验装置知，反应完成后，关闭活塞 a、打开活塞 b，减压转移三口烧瓶中生成的 SbCl5 至双口烧瓶中； 减压蒸馏前，必须关闭活塞 b，以保证装置密封，便于后续抽真空；根据表中提供信息知，SbCl5 容易分解， 用减压蒸馏而不用常压蒸馏，可以防止 SbCl5 分解； 【小问 4 详解】 在由 SbCl5 制备 HSbF6 时，需用到HF，而HF 可与玻璃中的 SiO2 反应，故不能选择玻璃仪器，反应的化学 方程式为：$SiO2+4HF=SiF4$↑+2H2O； 【小问 5 详解】 H2SO4 与 超 强 酸HSbF6 反 应 时 ，H2SO4 表 现 出 碱 的 性 质 ， 则 化 学 方 程 式 为$H2SO4 +HSbF 6=$ 3 46H SO ShF+-； 【小问 6 详解】 2-甲基丙烷的结构简式为 CH3CH(CH3)CH3，根据题目信息知，CH3CH(CH3)CH3 中上的 氢参与反应， 反应的离子方程式为 $CH3CH(CH3)CH3+HSbF6 = 6SbF- +$ 33CH C++H2 ­。

超酸是一类比纯硫酸更强的酸，在石油重整中用作高效催化剂。某…——2021 高考化学第 18 题答案解析

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