Question

【題目】工業(yè)上可以直接氧化PCl3制備POCl3。某興趣小組模擬該工藝設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置如下(某些夾持裝置、加熱裝置已略去):

部分物質(zhì)的性質(zhì)如下表：

	熔點(diǎn)/℃	沸點(diǎn)/℃	其他
PCl3	-112	75.5	遇水生成H3PO3和HCl，遇O2生成POCl3，緩慢通入氧氣POCl3產(chǎn)率較高
POCl3	2	105.3	遇水生成H3PO4和HCl，能溶于PCl3

實(shí)驗(yàn)步驟如下

I.連接儀器，檢查裝置氣密性。關(guān)閉K1、K2 打開(kāi)K3、K4，點(diǎn)燃酒精燈制備氣體。

II.緩慢向C中通入適量氣體至C中白磷消失，熄滅酒精燈。

III.關(guān)閉K3、K4，打開(kāi)K1、K2 ，A中開(kāi)始發(fā)生反應(yīng)。

IV.C裝置控制反應(yīng)在60℃～65℃，最終制得POCl3產(chǎn)品。

回答下列問(wèn)題:

(1)B、D裝置中盛放的試劑是_______，B裝置的作用除了干燥O2和平衡氣壓之外，還有___。

(2)儀器a的名稱(chēng)是______，裝置E 中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為____________。

(3)步驟IV 控制溫度60℃~65℃，其主要目的是____________。

(4)該實(shí)驗(yàn)裝置存在一處明顯的設(shè)計(jì)缺陷是_______________。

(5)通過(guò)下面步驟可以測(cè)定三氯氧磷產(chǎn)品中Cl 的含量:

I.取xg產(chǎn)品于錐形瓶中，加入足量NaOH 溶液，PCl3完全反應(yīng)后加稀硝酸至酸性。

II.向錐形瓶中加入0.1000mol/L 的AgNO3溶液40.00 mL，使Cl-完全沉淀。

III.向其中加入20mL硝基苯，振蕩，使沉淀表面被有機(jī)物覆蓋。

IV.加入指示劑，用cmol/LNH4SCN溶液滴定過(guò)量Ag+至終點(diǎn)，記下所用體積VmL。

(己知: Ag3PO4溶于酸，Ksp(AgCl)=3.2×10-10，Ksp(AgSCN)=2×10 -12)

①滴定選用的指示劑是_____(填標(biāo)號(hào))

a.酚酞 b.淀粉 c.NH4Fe(SO4)2 d.甲基橙

②元素Cl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(列出算式)________________。

③步驟III若不加入硝基苯，所測(cè)Cl含量將會(huì)_______(填“偏大”、“偏小”或“不變”)。

Answer 1

【答案】 濃硫酸 觀察氧氣的流速 球形冷凝管 4H++2Cl－+MnO2Mn2++Cl2↑+2H2O 加快反應(yīng)速率，同時(shí)防止PCl3氣化 缺少尾氣處理和干燥裝置 c ×100％ [或%] 偏小

【解析】(1)由于POCl3易于水反應(yīng)，則參與反應(yīng)的氣體必須是干燥的，因此B、D裝置中盛放的試劑是濃硫酸。由于反應(yīng)需要控制氣體的流速，則B裝置的作用除了干燥O2和平衡氣壓之外，還有觀察氧氣的流速的作用。(2)根據(jù)儀器a的結(jié)構(gòu)可判斷名稱(chēng)是球形冷凝管。根據(jù)緩慢向C中通入適量氣體至C中白磷消失，可判斷裝置E用來(lái)制備氯氣，反應(yīng)需要加熱，則其中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為4H++2Cl－+MnO2Mn2++Cl2↑+2H2O。(3)由于PCl3的沸點(diǎn)是75.5℃，因此步驟IV控制溫度60℃～65℃，其主要目的是加快反應(yīng)速率，同時(shí)防止PCl3氣化。(4)由于氯氣有毒，且POCl3易于水反應(yīng)，所以該實(shí)驗(yàn)裝置存在的設(shè)計(jì)缺陷是缺少尾氣處理和干燥裝置。(5)①由于鐵離子能與NH4SCN溶液反應(yīng)顯紅色，則滴定選用的指示劑是NH4Fe(SO4)2，答案選c；②根據(jù)題意可知，NH4SCN的物質(zhì)的量為0.001cVmol，則與之反應(yīng)的銀離子的物質(zhì)的量為0.001cVmol，而總的銀離子的物質(zhì)的量為0.004mol，所以與氯離子反應(yīng)的銀離子的物質(zhì)的量為0.004mol－0.001cVmol，因此氯離子的物質(zhì)的量為0.004mol－0.001cVmol，則產(chǎn)品中Cl元素的含量為(0.004－0.001cV)×35.5/x×100%。③實(shí)驗(yàn)過(guò)程中加入硝基苯的目的是覆蓋氯化銀，防止AgCl沉淀轉(zhuǎn)化為AgSCN而導(dǎo)致數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，如無(wú)此操作，則消耗的NH4SCN溶液的體積偏大，根據(jù)題中的計(jì)算原理可知所測(cè)氯元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)將會(huì)偏小。