氯磺酸

氯磺酸（化学式：HSO₃Cl）是一种无色或淡黄色的液体，為劇毒。具有辛辣气味，在空气中发烟，是硫酸的一个-OH 基团被氯取代后形成的化合物。分子为四面体构型，取代的基团处于硫酸与硫酰氯之间，有催泪性，主要用于有机化合物的磺化，制取药物、染料、农药、洗涤剂等。

氯磺酸
IUPAC名 Sulfurochloridic acid
识别
CAS号	7790-94-5  Y
PubChem	24638
ChemSpider	23040
SMILES	ClS(=O)(=O)O
InChI	1/ClHO3S/c1-5(2,3)4/h(H,2,3,4)
InChIKey	XTHPWXDJESJLNJ-UHFFFAOYAO
UN编号	1754
RTECS	FX5730000
性质
化学式	HSO3Cl
摩尔质量	116.52 g mol−1 g·mol⁻¹
外观	无色发烟液体
密度	1.753 g cm−3
熔点	−80 °C
沸点	151–152 °C (755 mmHg或100.7 kPa)
溶解性（水）	水解
溶解性	与水和醇反应 可溶于氯代烃中
折光度n D	1.433
结构
分子构型	四面体
危险性
欧盟危险性符号 腐蚀性 C 剧毒 T+ 危害环境N
警示术语	R：R14, R35, R37
安全术语	S：S2, S26, S45
MSDS	ICSC 1039
欧盟编号	016-017-00-1
NFPA 704	0 4 2 W
相关物质
相关化学品	五氟化锑、三氟甲磺酸、 氢氟酸
若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。

制取

工业上用三氧化硫和氯化氢发生化合反应制得氯磺酸：

HCl + SO₃ → HSO₃Cl

干燥的氯化氢气体通入发烟硫酸，或五氯化磷与浓硫酸反应都可以得到氯磺酸，多用于实验室中：

PCl₅ + SO₂(OH)₂ → HSO₃Cl + POCl₃ + HCl

反应

與單質的反應

氯磺酸与碳反应得到二氧化碳、二氧化硫和氯化氢。

与锡反应得到四氯化锡：

Sn＋4HSO₃Cl→SnCl₄＋2H₂SO₄＋2SO₂

与磷反应得到磷酸。

与锑、砷反应得到对应的三氯化物

与一些硫属元素或碘反应得到多聚阳离子

硒溶于室温下的氯磺酸，得到深绿色溶液：

8Se＋4HSO₃Cl→Se₈²⁺(深绿色)＋2ClSO₃^-＋H₂SO₄ + 2HCl＋SO₂

硒溶于热的氯磺酸，得到黄色溶液：

4Se＋4HSO₃Cl(热)→Se₄²⁺(黄色)＋2ClSO₃^-＋H₂SO₄ + 2HCl＋SO₂

碲溶于氯磺酸得到红色溶液：

4Te＋4HSO₃Cl→Te₄²⁺ (红色)＋2ClSO₃^-＋H₂SO₄ + 2HCl＋SO₂

碘在室温下缓慢地溶于氯磺酸，得到红棕色的溶液：

5I₂＋4HSO₃Cl→2I₅⁺ (红棕色)＋2ClSO₃^-＋H₂SO₄ + 2HCl＋SO₂

氯磺酸与硫反应的产物比较复杂，除了产生二氯化硫和二氧化硫之外，还会根据反应条件的差异而得到两种不同的多硫阳离子S₁₉²⁺(红色)和S₄²⁺(黄色)

与氧化物的反应

氯磺酸遇水发生剧烈水解并发出爆鸣声，生成硫酸和盐酸：

HSO₃Cl + H₂O → H₂SO₄ + HCl

与过氧化氢反应得到过一硫酸和过二硫酸：

HSO₃Cl + H₂O₂ → H₂SO₅ + HCl

2HSO₃Cl + H₂O₂ → H₂S₂O₈ + 2HCl

与氮氧化物反应得到硝基阳离子或亚硝基阳离子：

与三氧化二氮反应：

N₂O₃ + 3HSO₃Cl →2NO⁺ + 2ClSO₃^- + H₂SO₄ + HCl

与四氧化二氮的反应：

N₂O₄ + 3HSO₃Cl →NO₂⁺ + NO⁺ + 2ClSO₃^- + H₂SO₄ + HCl

与五氧化二氮的反应：

N₂O₅ + 3HSO₃Cl →2NO₂⁺ + 2ClSO₃^- + H₂SO₄ + HCl

与砷、锑、铋的氧化物反应得到对应的MOSO₃Cl (Oxychlorosulfonate)：

M₂O₃ + 3HSO₃Cl →2MOSO₃Cl + H₂SO₄ + HCl

(M＝As，Sb，Bi)

此外，五氧化二钒、二氧化铈、二氧化钍和三氧化二镧与氯磺酸反应分别得到弱电解质H[VO(SO₃Cl)₄]，Ce(SO₃Cl)₄，H₂[Th(SO₃Cl)₆]，H[La(SO₃Cl)₄]^[1]

与有机物的反应

氯磺酸可用于制备磺酰氯。

Ar-H + 2HSO₃Cl → Ar-SO₂Cl＋HCl＋H₂SO₄

参见

• 氟磺酸 - 溴磺酸
• 氯磺酸甲酯 - 氯磺酸乙酯

参考资料

1. Cremlyn, R. J. Chlorosulfonic Acid: A Versatile Reagent. Royal Society of Chemistry https://books.google.com/books?id=qmwoDwAAQBAJ&pg=PA228&lpg=PA226#v=onepage&q&f=false. 2007-10-31 [2023-11-06]. ISBN 978-1-84755-050-7. （原始内容存档于2023-11-06） （英语）. 缺少或|title=为空 (帮助)

• Holleman, A. F.; Wiberg, E. "Inorganic Chemistry" Academic Press: San Diego, 2001, pages 549-550 (discussion of XSO₂OH for X = F, Cl, Br, I)
• R.J. Cremlyn, "Chlorosulfonic Acid" Springer-Verlag New York, Inc. (Royal Society of Chemistry, 2002, 300 pp. ISBN 978-0-85404-498-6