Question

14．三氯化磷（PCl₃）是一種重要的有機(jī)合成催化劑．實(shí)驗(yàn)室常用紅磷與干燥的Cl₂制取PCl₃，裝置如圖1所示．

已知：紅磷與少量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溶于PCl₃，PCl₃遇水會強(qiáng)烈水解生成H₃PO₃和HCl．PCl₃、POCl₃的熔沸點(diǎn)見表．

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

請答下面問題：
（1）B中所裝試劑是濃硫酸，F(xiàn)中堿石灰的作用是吸收多余的Cl₂，防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入燒瓶與PCl₃反應(yīng)．
（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，檢查裝置氣密性后，向D裝置的曲頸甑中加入紅磷，打開K₃通入干燥的CO₂，一段時(shí)間后，關(guān)閉K₃，加熱曲頸甑至上部有黃色升華物出現(xiàn)時(shí)通入氯氣，反應(yīng)立即進(jìn)行．通干燥CO₂的作用是排盡裝置中的空氣，防止紅磷自燃，
（3）實(shí)驗(yàn)制得的粗產(chǎn)品中常含有POCl₃、PCl₅等．加入紅磷加熱除去PCl₅后，通過蒸餾（填實(shí)驗(yàn)操作名稱），即可得到較純凈的PCl₃．
（4）C裝置中的K₁、K₂的設(shè)計(jì)也出于類似的目的，為了達(dá)到這一實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，�?shí)驗(yàn)時(shí)與K₁、K₂有關(guān)的操作是先關(guān)閉K₁，打開K₂，等B中溶液上方充滿黃綠色氣體后，打開K₁，關(guān)閉K₂．
（5）實(shí)驗(yàn)后期關(guān)閉K₁，打開K₂，將氣體通入C裝置中發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)后的溶液為X．某同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來確定溶液X中含有的某些離子，請補(bǔ)充完成實(shí)驗(yàn)步驟和現(xiàn)象．

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
①		溶液X中含有Na+
②		溶液X中含有Cl-

（6）玻璃管之間的連接需要用到膠皮管，連接的方法是：先把把玻璃管口用水潤濕，然后稍稍用力即可把玻璃管插入橡皮管．甲同學(xué)將裝置A的示意圖畫成圖2，該示意圖中明顯的錯(cuò)誤是沒有（用酒精燈）加熱．

Answer 1

分析 實(shí)驗(yàn)室要用紅磷與干燥的Cl₂模擬工業(yè)生產(chǎn)制取PCl₃流程為：A裝置濃鹽酸和二氧化錳二者反應(yīng)生成氯化錳、氯氣和水，制得氯氣，因PCl₃遇水會強(qiáng)烈水解，所以氯氣需干燥，B裝置利用濃硫酸干燥氯氣，利用二氧化碳排盡裝置中的空氣，防止紅磷燃燒，PCl₃沸點(diǎn)為75.5℃，利用E裝置防止PCl₃揮發(fā)（冷凝），因尾氣中含有有毒氣體氯氣，且空氣中水蒸氣可能進(jìn)入裝置，所以用F裝置利用堿石灰吸收多余的Cl₂，防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入燒瓶和PCl₃反應(yīng)．
（1）氯氣為酸性氣體，需用酸性干燥劑干燥，氯氣有毒，三氯化磷易水解，F(xiàn)裝置利用堿石灰吸收多余的Cl₂，防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入燒瓶和PCl₃反應(yīng)；
（2）紅磷在溫度較高的條件下能自燃，通入二氧化碳趕凈空氣；
（3）依據(jù)物質(zhì)的沸點(diǎn)數(shù)值不同，可以利用蒸餾的方法分離出三氯化磷；
（4）C裝置中先關(guān)閉K₁，打開K₂，利用氯氣排凈裝置中的空氣；
（5）根據(jù)檢驗(yàn)鈉離子和氯離子的方法進(jìn)行檢驗(yàn)；
（6）根據(jù)連接玻璃管的實(shí)驗(yàn)操作進(jìn)行分析解答；A裝置中二氧化錳和濃鹽酸反應(yīng)制取氯氣，反應(yīng)為MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，需要加熱．

解答 解：（1）因PCl₃遇水會強(qiáng)烈水解，所以氯氣需干燥，氯氣和濃硫酸不反應(yīng)，所以能用濃硫酸干燥氯氣，PCl₃沸點(diǎn)為75.5℃，利用E裝置防止PCl₃揮發(fā)（冷凝），因尾氣中含有有毒氣體氯氣，且空氣中水蒸氣可能進(jìn)入裝置，所以用F裝置利用堿石灰吸收多余的Cl₂，防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入燒瓶和PCl₃反應(yīng)，
故答案為：濃硫酸；吸收多余的Cl₂，防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入燒瓶與PCl₃反應(yīng)；
（2）通入一段時(shí)間的CO₂可以排盡裝置中的空氣，防止紅磷與空氣中的氧氣發(fā)生自燃，
故答案為：排盡裝置中的空氣，防止紅磷自燃；
（3）由信息可知，POCl₃與PCl₃都是液體，沸點(diǎn)相差較大，故可以用蒸餾的方法進(jìn)行分離，實(shí)驗(yàn)制得的粗產(chǎn)品中常含有POCl₃、PCl₅等，加入紅磷加熱除去PCl₅后，再通過蒸餾即可得到較純凈的PCl₃；
故答案為：蒸餾；
（4）由于PCl₃遇O₂會生成POCl₃，遇水生成H₃PO₃和HCl，通入一段時(shí)間的CO₂可以排盡裝置中的空氣，防止生成的PCl₃與空氣中的O₂和水反應(yīng)，C裝置中先關(guān)閉K₁，打開K₂，等B中溶液上方充滿黃綠色氣體后，排凈了空氣，再打開K₁，關(guān)閉K₂，可利用氯氣排凈裝置中的空氣，
故答案為：先關(guān)閉K₁，打開K₂，等B中溶液上方充滿黃綠色氣體后，打開K₁，關(guān)閉K₂．（2分）
（5）實(shí)驗(yàn)后期關(guān)閉K₁，打開K₂，將氣體通入C裝置中發(fā)生反應(yīng)，為氯氣和氫氧化鈉反應(yīng)，生成氯化鈉、次氯酸鈉和水，檢驗(yàn)鈉離子用焰色反應(yīng)，用鉑絲（光潔無銹的鐵絲）蘸取溶液X，在酒精燈外焰上灼燒，火焰呈黃色證明存在鈉離子，檢驗(yàn)氯離子，取少量溶液X，加入足量稀HNO，再滴加少量AgNO₃溶液，出現(xiàn)白色沉淀，

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
①用鉑絲（光潔無銹的鐵絲）蘸取溶液X，在酒精燈外焰上灼燒	火焰呈黃色
②取少量溶液X，加入足量稀HNO，再滴加少量AgNO3溶液	出現(xiàn)白色沉淀

（6）玻璃管和膠皮管連接的方法是：先把玻璃管口用水潤濕，然后稍稍用力即可把玻璃管插入膠皮管，潤濕起潤滑作用，A裝置中，加熱條件下，濃鹽酸和二氧化錳二者反應(yīng)生成氯化錳、氯氣和水，離子方程式為MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O，所以缺少加熱裝置，
故答案為：把玻璃管口用水潤濕；沒有（用酒精燈）加熱．

點(diǎn)評 本題考查閱讀獲取信息的能力、對實(shí)驗(yàn)原理理解等，題目難度中等，是對知識的綜合運(yùn)用，理解實(shí)驗(yàn)原理是解題的關(guān)鍵，需要學(xué)生具有扎實(shí)的基礎(chǔ)與綜合運(yùn)用分析解決問題的能力，注意題中信息PCl₃遇O₂會生成POCl₃，POCl₃溶于PCl₃，PCl₃遇水會強(qiáng)烈水解生成H₃PO₃和HCl．PCl₃、POCl₃的熔沸點(diǎn)為解答關(guān)鍵．