超酸是一類比純硫酸更強(qiáng)的酸,在石油重整中用作高效催化劑。某實(shí)驗(yàn)小組對(duì)超酸HSbF6的制備及性質(zhì)進(jìn)行了探究。由三氯化銻(SbCl3)制備HSbF6的反應(yīng)如下:
SbCl3+Cl2 SbCl5 SbCl5+6HF═HSbF6+5HCl
制備SbCl5的初始實(shí)驗(yàn)裝置如圖(毛細(xì)管連通大氣,減壓時(shí)可吸入極少量空氣,防止液體暴沸;夾持、加熱及攪拌裝置略):
相關(guān)性質(zhì)如下表:
物質(zhì) |
熔點(diǎn) |
沸點(diǎn) |
性質(zhì) |
SbCl3 |
73.4℃ |
220.3℃ |
極易水解 |
SbCl5 |
3.5℃ |
140℃分解 79℃/2.9kPa |
極易水解 |
回答下列問題:
(1)實(shí)驗(yàn)裝置中兩個(gè)冷凝管
不能
不能
(填“能”或“不能”)交換使用。
(2)試劑X的作用為
防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入三口燒瓶
防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入三口燒瓶
、
收集氯氣,防止污染空氣
收集氯氣,防止污染空氣
。
(3)反應(yīng)完成后,關(guān)閉活塞a,打開活塞b,減壓轉(zhuǎn)移
三頸燒瓶
三頸燒瓶
(填儀器名稱)中生成的SbCl
5至雙口燒瓶中。用真空泵抽氣減壓蒸餾前,必須關(guān)閉的活塞是
b
b
(填“a”或“b”);用減壓蒸餾而不用常壓蒸餾的主要原因是
防止SbCl5受熱分解
防止SbCl5受熱分解
。
(4)實(shí)驗(yàn)小組在由SbCl
5制備HSbF
6時(shí),沒有選擇玻璃儀器,其原因?yàn)?
SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O
SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O
。(寫化學(xué)反應(yīng)方程式)
(5)為更好地理解超酸的強(qiáng)酸性,實(shí)驗(yàn)小組查閱相關(guān)資料了解到:弱酸在強(qiáng)酸性溶劑中表現(xiàn)出堿的性質(zhì),如冰醋酸與純硫酸之間的化學(xué)反應(yīng)方程式為CH
3COOH+H
2SO
4═[CH
3C(OH)
2]
+[HSO
4]
-,以此類推,H
2SO
4與HSbF
6之間的化學(xué)反應(yīng)方程式為
H2SO4+HSbF6=[H3SO4]+[SbF6]-
H2SO4+HSbF6=[H3SO4]+[SbF6]-
。
(6)實(shí)驗(yàn)小組在探究實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)蠟燭可以溶解于HSbF
6中,同時(shí)放出氫氣。已知烷烴分子中碳?xì)滏I的活性大小順序?yàn)椋杭谆?CH
3)<亞甲基(-CH
2-)<次甲基(
)。寫出2-甲基丙烷與HSbF
6反應(yīng)的離子方程式
CH(CH3)3+H+=C(CH3)3++H2↑
CH(CH3)3+H+=C(CH3)3++H2↑
。