Question

【題目】PCl3主要用于制造敵百蟲(chóng)等有機(jī)磷農(nóng)藥和磺胺嘧啶(S.D)等醫(yī)藥的原料。如圖為實(shí)驗(yàn)室中制取粗PCl3產(chǎn)品的裝置，夾持裝置略去。

經(jīng)查閱資料知：紅磷與少量Cl2反應(yīng)生成PCl3，與過(guò)量Cl2反應(yīng)生成PCl5。PCl3遇水會(huì)強(qiáng)烈水解生成H3PO3。PCl3遇O2會(huì)生成POCl3(三氯氧磷)，PCl3、POCl3的熔沸點(diǎn)見(jiàn)下表。

物質(zhì)	熔點(diǎn)/℃	沸點(diǎn)/℃
PCl3	-112	75.5
POCl3	2	105.3

回答下列問(wèn)題：

(1)儀器G的名稱是______。裝置F與G由橡膠管a相連通，a的作用是_______。

(2)A是制取CO2裝置，CO2的作用是_____，選擇A中的藥品是_____(填字母)。

a.稀鹽酸 b.稀硫酸 c.NaHCO3粉末 d.塊狀石灰石

(3)裝置D中盛有堿石灰，其作用是__________________。

(4)裝置G中生成Cl2，反應(yīng)的離子方程式為___________。

(5)裝置C采用65-70℃水浴加熱，制得的PCl3粗產(chǎn)品中常含有POCl3、PCl5等雜質(zhì)，除雜的方法是：先加入紅磷加熱，除去PCl5，然后通過(guò)___________(填實(shí)驗(yàn)操作名稱)，即可得到較純凈的PCl3。

(6)通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定粗產(chǎn)品中PCl3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，實(shí)驗(yàn)步驟如下(不考慮雜質(zhì)的反應(yīng))：

第一步：迅速移取20.0 g PCl3粗產(chǎn)品，加水完全水解后，再配成500mL溶液；

第二步：移取25.00mL溶液置于錐形瓶中；

第三步：加入0. 5molL－1碘溶液20mL，碘過(guò)量，H3PO3完全反應(yīng)生成H3PO4；

第四步：加入幾滴淀粉溶液，用1.0 molL－1Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過(guò)量的碘，反應(yīng)方程式為I2+2Na2S2O3=Na2S4O6+2NaI，滴至終點(diǎn)時(shí)消耗Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液12mL。

①第三步中反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________。

②根據(jù)上述數(shù)據(jù)，計(jì)算該產(chǎn)品中PCl3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為______%。

Answer 1

【答案】蒸餾燒瓶 使F與G壓強(qiáng)相同，便于濃鹽酸容易滴出 趕盡裝置中空氣，防止PCl3被氧化 ad 防止空氣中水蒸氣進(jìn)入裝置使PCl3水解，吸收未反應(yīng)的氯氣，防止污染空氣 16H+ +10Cl－+2MnO4－＝5Cl2↑+2Mn2++8H2O 蒸餾 H3PO3+H2O+I2=H3PO4+2HI 55

【解析】

首先A中利用稀鹽酸和塊狀石灰石制取CO2，生成的CO2經(jīng)過(guò)B獲得干燥的CO2，CO2氣流就會(huì)排盡裝置內(nèi)部的空氣，以避免生成的PCl3被氧化，然后G中鹽酸和高錳酸鉀反應(yīng)制取氯氣，經(jīng)過(guò)E中濃硫酸干燥獲得干燥的氯氣，并與C中紅磷反應(yīng)獲得PCl3，另外D中堿石灰吸收空氣中的水蒸氣和吸收未反應(yīng)的氯氣。

(1)觀察儀器G的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)知儀器G的名稱是蒸餾燒瓶；裝置F與G由橡膠管a相連通，a的作用是平衡F和G內(nèi)部氣體的壓強(qiáng)，便于濃鹽酸在重力作用下更容易滴出，即使F與G壓強(qiáng)相同，便于濃鹽酸容易滴出；

(2) PCl3遇O2會(huì)生成POCl3(三氯氧磷)，所以需要排盡裝置內(nèi)部的空氣，故A中制取CO2的作用是趕盡裝置中空氣，防止PCl3被氧化；NaHCO3粉末和酸反應(yīng)生成CO2的速率過(guò)快，不易控制，因而選用塊狀石灰石與酸反應(yīng)，而稀硫酸與石灰石反應(yīng)生成微溶的硫酸鈣，其附著在石灰石表面，阻礙反應(yīng)進(jìn)行，所以選用塊狀石灰石與稀鹽酸反應(yīng)制取CO2，故選ad；

(3) PCl3遇水會(huì)強(qiáng)烈水解生成H3PO3，同時(shí)氯氣有劇毒，易與堿反應(yīng)，因而裝置D中盛有堿石灰的作用是防止空氣中水蒸氣進(jìn)入裝置使PCl3水解，吸收未反應(yīng)的氯氣，防止污染空氣；

(4) 裝置G中高錳酸鉀將鹽酸氧化得到氯氣，其離子方程式為16H+ +10Cl－+2MnO4－＝5Cl2↑+2Mn2++8H2O；

(5) 先加入紅磷加熱，除去PCl5，此時(shí)的雜質(zhì)為POCl3，觀察題給表格信息，PCl5和POCl3沸點(diǎn)相差30℃以上，然后通過(guò)蒸餾即可除去POCl3，即可得到較純凈的PCl3；

(6)①加入碘溶液，H3PO3完全反應(yīng)生成H3PO4，P元素化合價(jià)由+3變?yōu)?5，H3PO3作還原劑，碘作氧化劑，被還原成HI，所以反應(yīng)的化學(xué)方程式為H3PO3+H2O+I2=H3PO4+2HI；

②滴定剩余的I2消耗Na2S2O3物質(zhì)的量為1.0×12×10-3mol=0.012mol，由I2+2Na2S2O3=Na2S4O6+2NaI，剩余的I2為×0.012mol=0.006mol，所以與H3PO3反應(yīng)的I2為0.5×20×10-3mol-0.006mol=0.004mol，根據(jù)關(guān)系式PCl3~ H3PO3~ I2可知，20.0g產(chǎn)品中PCl3的質(zhì)量為g=11g，PCl3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為×100%=55%。