Question

【題目】PCl3主要用于制造敵百蟲等有機磷農藥和磺胺嘧啶(S.D)等醫藥的原料。如圖為實驗室中制取粗PCl3產品的裝置，夾持裝置略去。

經查閱資料知：紅磷與少量Cl2反應生成PCl3，與過量Cl2反應生成PCl5。PCl3遇水會強烈水解生成H3PO3。PCl3遇O2會生成POCl3(三氯氧磷)，PCl3、POCl3的熔沸點見下表。

物質	熔點/℃	沸點/℃
PCl3	-112	75.5
POCl3	2	105.3

回答下列問題：

(1)儀器G的名稱是______。裝置F與G由橡膠管a相連通，a的作用是_______。

(2)A是制取CO2裝置，CO2的作用是_____，選擇A中的藥品是_____(填字母)。

a.稀鹽酸 b.稀硫酸 c.NaHCO3粉末 d.塊狀石灰石

(3)裝置D中盛有堿石灰，其作用是__________________。

(4)裝置G中生成Cl2，反應的離子方程式為___________。

(5)裝置C采用65-70℃水浴加熱，制得的PCl3粗產品中常含有POCl3、PCl5等雜質，除雜的方法是：先加入紅磷加熱，除去PCl5，然后通過___________(填實驗操作名稱)，即可得到較純凈的PCl3。

(6)通過實驗測定粗產品中PCl3的質量分數，實驗步驟如下(不考慮雜質的反應)：

第一步：迅速移取20.0 g PCl3粗產品，加水完全水解后，再配成500mL溶液；

第二步：移取25.00mL溶液置于錐形瓶中；

第三步：加入0. 5molL－1碘溶液20mL，碘過量，H3PO3完全反應生成H3PO4；

第四步：加入幾滴淀粉溶液，用1.0 molL－1Na2S2O3標準溶液滴定過量的碘，反應方程式為I2+2Na2S2O3=Na2S4O6+2NaI，滴至終點時消耗Na2S2O3標準溶液12mL。

①第三步中反應的化學方程式為_____________。

②根據上述數據，計算該產品中PCl3的質量分數為______%。

Answer 1

【答案】蒸餾燒瓶 使F與G壓強相同，便于濃鹽酸容易滴出 趕盡裝置中空氣，防止PCl3被氧化 ad 防止空氣中水蒸氣進入裝置使PCl3水解，吸收未反應的氯氣，防止污染空氣 16H+ +10Cl－+2MnO4－＝5Cl2↑+2Mn2++8H2O 蒸餾 H3PO3+H2O+I2=H3PO4+2HI 55

【解析】

首先A中利用稀鹽酸和塊狀石灰石制取CO2，生成的CO2經過B獲得干燥的CO2，CO2氣流就會排盡裝置內部的空氣，以避免生成的PCl3被氧化，然后G中鹽酸和高錳酸鉀反應制取氯氣，經過E中濃硫酸干燥獲得干燥的氯氣，并與C中紅磷反應獲得PCl3，另外D中堿石灰吸收空氣中的水蒸氣和吸收未反應的氯氣。

(1)觀察儀器G的結構特點知儀器G的名稱是蒸餾燒瓶；裝置F與G由橡膠管a相連通，a的作用是平衡F和G內部氣體的壓強，便于濃鹽酸在重力作用下更容易滴出，即使F與G壓強相同，便于濃鹽酸容易滴出；

(2) PCl3遇O2會生成POCl3(三氯氧磷)，所以需要排盡裝置內部的空氣，故A中制取CO2的作用是趕盡裝置中空氣，防止PCl3被氧化；NaHCO3粉末和酸反應生成CO2的速率過快，不易控制，因而選用塊狀石灰石與酸反應，而稀硫酸與石灰石反應生成微溶的硫酸鈣，其附著在石灰石表面，阻礙反應進行，所以選用塊狀石灰石與稀鹽酸反應制取CO2，故選ad；

(3) PCl3遇水會強烈水解生成H3PO3，同時氯氣有劇毒，易與堿反應，因而裝置D中盛有堿石灰的作用是防止空氣中水蒸氣進入裝置使PCl3水解，吸收未反應的氯氣，防止污染空氣；

(4) 裝置G中高錳酸鉀將鹽酸氧化得到氯氣，其離子方程式為16H+ +10Cl－+2MnO4－＝5Cl2↑+2Mn2++8H2O；

(5) 先加入紅磷加熱，除去PCl5，此時的雜質為POCl3，觀察題給表格信息，PCl5和POCl3沸點相差30℃以上，然后通過蒸餾即可除去POCl3，即可得到較純凈的PCl3；

(6)①加入碘溶液，H3PO3完全反應生成H3PO4，P元素化合價由+3變為+5，H3PO3作還原劑，碘作氧化劑，被還原成HI，所以反應的化學方程式為H3PO3+H2O+I2=H3PO4+2HI；

②滴定剩余的I2消耗Na2S2O3物質的量為1.0×12×10-3mol=0.012mol，由I2+2Na2S2O3=Na2S4O6+2NaI，剩余的I2為×0.012mol=0.006mol，所以與H3PO3反應的I2為0.5×20×10-3mol-0.006mol=0.004mol，根據關系式PCl3~ H3PO3~ I2可知，20.0g產品中PCl3的質量為g=11g，PCl3的質量分數為×100%=55%。