Question

【題目】三氯氧磷(POCl3)是一種工業(yè)化工原料。無色透明的帶刺激性臭味的液體，在潮濕空氣中劇烈發(fā)煙。某化學小組采用PCl3氧化法制備POCl3。已知:POCl3的熔點為-112℃，沸點為75.5℃。在潮濕空氣中二者均極易水解面劇烈“發(fā)煙”。回答下列問題：

I.制備PCl3

(1)實驗室用高錳酸鉀和濃鹽酸反應制取氯氣。發(fā)生裝置可以選擇圖中的_____(填字母代號)。

(2)檢查裝置氣密性并裝入藥品后，先關閉K1，打開K2通入干燥的CO2，一段時間后，關閉K2，加熱曲頸瓶同時打開K1通入干燥氯氣，反應立即進行。通干燥CO2的作用是_______。

II.制備POCl3(如圖)

(3)盛放堿石灰的儀器的作用是________，裝置G中發(fā)生反應的化學方程式為________ 。

(4)裝置F的作用除觀察O2的流速之外，還有________。

III.測定POCl3含量

實驗制得的POCl3中常含有PCl3雜質，通過下面方法可測定產品的純度:

①快速稱取5.000g產品，加水反應后配成250mL溶液；

②取以上溶液25.00mL，向其中加入10.00mL0.1000mol/L碘水(足量)，充分反應；

③向②所得溶液中加入幾滴淀粉溶液，用0.1000mol/L的Na2S2O3溶液滴定；

④重復②、③操作，平均消耗0.1000mol/LNa2S2O3溶液8.00mL.

已知:H3PO3+I2+H2O==H3PO4+2HI，I2+2Na2S2O3==2NaI+Na2S4O6.

(5)滴定終點的現(xiàn)象為__________。該產品的純度為________。

(6)若滴定管在滴定前無氣泡，滴定后有氣泡，則測定結果______(填“偏高”“偏低”或“不變”)。

Answer 1

【答案】 【答題空10-1】A 防止紅磷被氧氣氧化和生成的 PCl3與空氣中的 O2和水反應 隔離空氣中的水蒸氣，防止水解 2PCl3+O2=2POCl3 平衡氣壓、干燥氧氣 當最后一滴標準液滴入時，溶液由藍色變?yōu)闊o色，且半分鐘內不變色 83.5% 偏低

【解析】分析：本題是一道和制備相關的實驗題，涉及實驗裝置的選擇；實驗操作的分析；儀器中藥品的作用；裝置的作用；純度計算；誤差分析。

詳解：I.(1)實驗室用高錳酸鉀和濃鹽酸反應制備氯氣，發(fā)生：2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O，反應不需要加熱，故選A；

(2)由于紅磷易被氧化和PCl3易被氧化和水解，反應前通干燥CO2排除裝置中的空氣，防止紅磷被氧氣氧化和生成的 PCl3與空氣中的 O2和水反應，本題答案為：防止紅磷被氧氣氧化和生成的 PCl3與空氣中的 O2和水反應。

II. (3) 為防止外界水蒸氣進入G使PCl3水解，干燥管中盛放堿石灰，裝置G中發(fā)生PCl3被氧化成POCl3的反應，化學方程式為2PCl3+O2=2POCl3 ；本題答案為：隔離空氣中的水蒸氣，防止水解；2PCl3+O2=2POCl3 。

(4)裝置F中的長頸漏斗，可以平衡壓強，起到安全瓶的作用，所以裝置F的作用除觀察O2的流速之外，還有平衡氣壓、干燥氧氣；本題答案為：平衡氣壓、干燥氧氣。

III. (5)依據(jù)反應原理，滴定終點的現(xiàn)象為當最后一滴標準液滴入時，溶液由藍色變?yōu)闊o色，且半分鐘內不變色；

關系式：PCl3H3PO3 I2，I2 2Na2S2O3；

消耗Na2S2O3的物質的量=0.1000mol/L×8.00×10-3L=8×10-4mol,

和Na2S2O3反應的I2的物質的量=×8×10-4mol=4×10-4mol,

PCl3的物質的量=和PCl3反應的I2的物質的量=0.1000mol/L×10.00×10-3L-4×10-4mol=6×10-4mol,

PCl3的質量=6×10-4mol×137.5g/mol=8.25×10-2g,

樣品中含PCl3的質量=8.25×10-2g×=0.825g,樣品純度=×100%=83.5%；

(6)若滴定管在滴定前無氣泡，滴定后有氣泡，則消耗Na2S2O3溶液的體積偏小，導致計算出的PCl3的質量偏大，測定結果則偏低。