Question

4．三氯化磷（PCl₃）是合成藥物的重要化工原料，可通過白磷和氯氣化合得到．
已知：白磷與少量Cl₂反應(yīng)生成PCl₃，與過量Cl₂反應(yīng)生成PCl₅；PCl₃遇O₂會生成POCl₃（三氯氧磷）；POCl₃能溶于PCl₃；POCl₃和PCl₃遇水會強烈水解．實驗室制取PCl₃的裝置示意圖和有關(guān)數(shù)據(jù)如下：

物質(zhì)	熔點/℃	沸點/℃	密度/g•cm-3
白磷	44.1	280.5	1.82
PCl3	-112	75.5	1.574
POCl3	2	105.3	1.675

請回答：
（1）實驗所需氯氣可用MnO₂和濃HCl反應(yīng)制取，實驗過程中所用的玻璃儀器除酒精燈和玻璃導氣管外，還需要的玻璃儀器有圓底燒瓶、分液漏斗．制取的氯氣需要進行干燥，請設(shè)計實驗證明通入的氯氣是干燥的將氣體通過裝有無水硫酸銅的U形管（干燥管），若白色粉末未變藍，則氣體干燥（或者通入裝有干燥的有色布條的集氣瓶，布條不褪色等，或者將氯氣通入裝有干燥的有色布條的集氣瓶，布條不褪色，說明氯氣是干燥的，合理答案均可）；（寫出操作、現(xiàn)象、結(jié)論）．
（2）實驗過程中要加入白磷、通入CO₂、通入Cl₂、加熱，實驗時具體的操作方法和順序是在甲中先加入白磷，再通入CO₂到排盡甲中的空氣，向甲中通入Cl₂，加熱．
（3）E燒杯中加入冷水的目的是冷卻PCl₃，使其液化，干燥管中堿石灰的作用是吸收多余的氯氣和空氣中的水蒸氣．
（4）實驗制得的粗產(chǎn)品中常含有POCl₃、PCl₅等，先加入過量白磷加熱，除去PCl₅和過量白磷后，再除去PCl₃中的POCl₃制備純凈的PCl₃可選用的方法有C（填字母序號）．
A．萃取    B．過濾    C．蒸餾     D．蒸發(fā)結(jié)晶
（5）①PCl₃遇水會強烈水解生成H₃PO₃和HCl，則PCl₃和水反應(yīng)后所得溶液中除OH^-之外其它離子的濃度由大到小的順序是c（H⁺）＞c（Cl^-）＞c（H₂PO₃^-）＞c（HPO₃^2-）
（已知亞磷酸（H₃PO₃）是二元弱酸）．
②若將0.01 mol POCl₃投入熱水配成1 L的溶液，再逐滴加入AgNO₃溶液，則先產(chǎn)生的沉淀是AgCl[已知K_sp（Ag₃PO₄）=1.4×10^-16，K_sp（AgCl）=1.8×10^-10]．

Answer 1

分析 （1）實驗室制取氯氣用濃鹽酸與MnO₂ 在加熱的條件下進行，裝置采用固體和液體加熱制取氣體的裝置，所以實驗過程中所用的玻璃儀器除酒精燈和玻璃導氣管外，還需要的玻璃儀器有圓底燒瓶和分液漏斗；水和硫酸銅反應(yīng)生成藍色的硫酸銅，可以使用硫酸銅粉末檢驗干燥的氯氣沒有漂白性，潮濕的氯氣具有漂白性，可以使用干燥有色布條褪色檢驗；
（2）PCl₃遇O₂會生成POCl₃（三氯氧磷），所以向通入CO₂ 將空氣趕走，白磷與少量Cl₂反應(yīng)生成PCl₃，與過量Cl₂反應(yīng)生成PCl₅，然后在加入白磷，氯氣最后通，白磷熔沸點低，最后加熱；
（3）PCl₃ 的沸點較低，E燒杯中加入冷水的目的是冷卻收集PCl₃，POCl₃和PCl₃遇水會強烈水解，干燥管中堿石灰的作用是吸收多余的氯氣和空氣中的水蒸氣；
（4）根據(jù)表格提供的信息，物質(zhì)互溶且熔沸點不同，除去PCl₃中的POCl₃選用的方法是蒸餾法；
（5）①PCl₃遇水會強烈水解生成H₃PO₃和HCl，亞磷酸（H₃PO₃）是二元弱酸，分別電離，一步比一步艱難，而HCl是強酸，全部電離；
②若將0.01 mol POCl₃投入熱水配成1 L的溶液，發(fā)生的化學反應(yīng)為POCl₃+H₂O=H₃PO₄+3HCl，鹽酸是強酸，Cl^-濃度為0.03mol/L，H₃PO₄ 是中強酸，分步電離，以第一步電離為主，產(chǎn)生的PO₄^3-的濃度很小，結(jié)合溶度積，逐滴加入AgNO₃溶液，則先產(chǎn)生的沉淀是AgCl．

解答 解：（1）實驗室制取氯氣用濃鹽酸與MnO₂ 在加熱的條件下進行，裝置采用固體和液體加熱制取氣體的裝置，所以實驗過程中所用的玻璃儀器除酒精燈和玻璃導氣管外，還需要的玻璃儀器有：圓底燒瓶和分液漏斗；水和硫酸銅反應(yīng)生成藍色的硫酸銅，干燥的氯氣沒有漂白性，所以證明通入的氯氣是干燥的方法是：將氣體通過裝有無水硫酸銅的U形管（干燥管），若白色粉末未變藍，則氣體干燥，或者將氯氣通入裝有干燥的有色布條的集氣瓶，布條不褪色，說明氯氣是干燥的，
故答案為：圓底燒瓶、分液漏斗；將氣體通過裝有無水硫酸銅的U形管（干燥管），若白色粉末未變藍，則氣體干燥（或者通入裝有干燥的有色布條的集氣瓶，布條不褪色等，或者將氯氣通入裝有干燥的有色布條的集氣瓶，布條不褪色，說明氯氣是干燥的，合理答案均可）；
（2）PCl₃遇O₂會生成POCl₃（三氯氧磷），所以向通入CO₂ 將空氣趕走，白磷與少量Cl₂反應(yīng)生成PCl₃，與過量Cl₂反應(yīng)生成PCl₅，然后在加入白磷，氯氣最后通，白磷熔沸點低，最后加熱，具體操作為：在甲中先加入白磷，再通入CO₂到排盡甲中的空氣，向甲中通入Cl₂，加熱，
故答案為：在甲中先加入白磷，再通入CO₂到排盡甲中的空氣，向甲中通入Cl₂，加熱；
（3）PCl₃ 的沸點較低，所以E燒杯中加入冷水的目的是冷卻收集PCl₃，POCl₃和PCl₃遇水會強烈水解，干燥管中堿石灰的作用是吸收多余的氯氣和空氣中的水蒸氣，
故答案為：冷卻PCl₃，使其液化；吸收多余的氯氣和空氣中的水蒸氣；
（4）根據(jù)表格提供的信息，它們互溶且熔沸點不同，所以除去PCl₃中的POCl₃制備純凈的PCl₃可選用的方法是蒸餾法，
故選：C；
（5）①PCl₃遇水會強烈水解生成H₃PO₃和HCl，亞磷酸（H₃PO₃）是二元弱酸，分別電離，一步比一步艱難，而HCl是強酸，全部電離，溶液中離子濃度順序為：c（H⁺）＞c（Cl^-）＞c（H₂PO₃^-）＞c（HPO₃^2-），
故答案為：c（H⁺）＞c（Cl^-）＞c（H₂PO₃^-）＞c（HPO₃^2-）；
②若將0.01 mol POCl₃投入熱水配成1 L的溶液，發(fā)生的化學反應(yīng)為POCl₃+H₂O=H₃PO₄+3HCl，鹽酸是強酸，Cl^-濃度為0.03mol/L，H₃PO₄ 是中強酸，分步電離，以第一步電離為主，產(chǎn)生的PO₄^3-的濃度很小，根據(jù)Ksp（Ag₃PO₄）=1.4×10^-16，Ksp（AgCl）=1.8×10^-10，逐滴加入AgNO₃溶液，則先產(chǎn)生的沉淀是AgCl，
故答案為：AgCl．

點評 本題考查氯氣的實驗室制法、PCl₃的制備、離子濃度的大小比較、沉淀溶解平衡等知識，是對學生綜合能力的考查，需要學生具備扎實的基礎(chǔ)與靈活運用能力，難度中等．