Question

【题目】工业上可以直接氧化PCl3制备POCl3。某兴趣小组模拟该工艺设计实验装置如下(某些夹持装置、加热装置已略去):

部分物质的性质如下表：

	熔点/℃	沸点/℃	其他
PCl3	-112	75.5	遇水生成H3PO3和HCl，遇O2生成POCl3，缓慢通入氧气POCl3产率较高
POCl3	2	105.3	遇水生成H3PO4和HCl，能溶于PCl3

实验步骤如下

I.连接仪器，检查装置气密性。关闭K1、K2 打开K3、K4，点燃酒精灯制备气体。

II.缓慢向C中通入适量气体至C中白磷消失，熄灭酒精灯。

III.关闭K3、K4，打开K1、K2 ，A中开始发生反应。

IV.C装置控制反应在60℃～65℃，最终制得POCl3产品。

回答下列问题:

(1)B、D装置中盛放的试剂是_______，B装置的作用除了干燥O2和平衡气压之外，还有___。

(2)仪器a的名称是______，装置E 中发生反应的离子方程式为____________。

(3)步骤IV 控制温度60℃~65℃，其主要目的是____________。

(4)该实验装置存在一处明显的设计缺陷是_______________。

(5)通过下面步骤可以测定三氯氧磷产品中Cl 的含量:

I.取xg产品于锥形瓶中，加入足量NaOH 溶液，PCl3完全反应后加稀硝酸至酸性。

II.向锥形瓶中加入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，振荡，使沉淀表面被有机物覆盖。

IV.加入指示剂，用cmol/LNH4SCN溶液滴定过量Ag+至终点，记下所用体积VmL。

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

①滴定选用的指示剂是_____(填标号)

a.酚酞 b.淀粉 c.NH4Fe(SO4)2 d.甲基橙

②元素Cl的质量分数为(列出算式)________________。

③步骤III若不加入硝基苯，所测Cl含量将会_______(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。

Answer 1

【答案】 浓硫酸 观察氧气的流速 球形冷凝管 4H++2Cl－+MnO2Mn2++Cl2↑+2H2O 加快反应速率，同时防止PCl3气化 缺少尾气处理和干燥装置 c ×100％ [或%] 偏小

【解析】(1)由于POCl3易于水反应，则参与反应的气体必须是干燥的，因此B、D装置中盛放的试剂是浓硫酸。由于反应需要控制气体的流速，则B装置的作用除了干燥O2和平衡气压之外，还有观察氧气的流速的作用。(2)根据仪器a的结构可判断名称是球形冷凝管。根据缓慢向C中通入适量气体至C中白磷消失，可判断装置E用来制备氯气，反应需要加热，则其中发生反应的离子方程式为4H++2Cl－+MnO2Mn2++Cl2↑+2H2O。(3)由于PCl3的沸点是75.5℃，因此步骤IV控制温度60℃～65℃，其主要目的是加快反应速率，同时防止PCl3气化。(4)由于氯气有毒，且POCl3易于水反应，所以该实验装置存在的设计缺陷是缺少尾气处理和干燥装置。(5)①由于铁离子能与NH4SCN溶液反应显红色，则滴定选用的指示剂是NH4Fe(SO4)2，答案选c；②根据题意可知，NH4SCN的物质的量为0.001cVmol，则与之反应的银离子的物质的量为0.001cVmol，而总的银离子的物质的量为0.004mol，所以与氯离子反应的银离子的物质的量为0.004mol－0.001cVmol，因此氯离子的物质的量为0.004mol－0.001cVmol，则产品中Cl元素的含量为(0.004－0.001cV)×35.5/x×100%。③实验过程中加入硝基苯的目的是覆盖氯化银，防止AgCl沉淀转化为AgSCN而导致数据不准确，如无此操作，则消耗的NH4SCN溶液的体积偏大，根据题中的计算原理可知所测氯元素的质量分数将会偏小。