Question

【題目】PCl3是制造有機磷農藥和磺胺嘧啶類醫藥的原料，其制備方法是將熔融黃磷(P4)與干燥氯氣進行氯化反應。

(1) PCl3遇水會強烈水解，寫出PCl3與水反應的化學方程式：________。

(2) 制得的PCl3粗產品中常含有POCl3、PCl5等雜質。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)：

a. 迅速移取20.00 g PCl3粗產品，加水完全水解后，再配成500.00 mL溶液；

b. 量取所配溶液25.00 mL于碘量瓶中，加入0.500 0 mol·L－1碘溶液20.00 mL和1.000 mol·L－1(NH4)3BO3溶液30.00 mL，振蕩；

c. 加入2～3滴淀粉溶液，用1.000 0 mol·L－1 Na2S2O3標準溶液滴定過量的碘，滴至終點時消耗Na2S2O3標準溶液12.00 mL。

已知測定過程中的部分反應為H3PO3＋H2O＋I2H3PO4＋2HI，3HI＋(NH4)3BO3===3NH4I＋H3BO3，I2＋Na2S2O3―→Na2S4O6＋NaI(未配平)。

①步驟b中加入(NH4)3BO3溶液的目的是________。

②判斷步驟c中滴定終點的方法為________。

③根據上述數據，計算制得粗產品中PCl3的質量分數(寫出計算過程)。_________

Answer 1

【答案】PCl3＋3H2O=H3PO3＋3HCl 減小HI濃度，平衡右移，使H3PO3被I2充分氧化成H3PO4 當滴入最后一滴1.000 0 mol·L－1 Na2S2O3標準溶液時，溶液由藍色突變為無色，且半分鐘內不變色 n(I2)＝0.500 0 mol·L－1×20.00 mL×10－3 L·mL－1＝0.010 00 mol，n(Na2S2O3)＝1.000 mol·L－1×12.00 mL×10－3 L·mL－1＝0.012 00 mol，與Na2S2O3反應的n(I2)＝n(Na2S2O3)＝×0.012 00 mol＝0.006 00 mol，n(H3PO3)＝0.010 00 mol－0.006 00 mol＝0.004 00 mol，n(PCl3)＝n(H3PO3)＝0.004 00 mol，w%＝×100%＝55.00%

【解析】

(1) PCl3遇水會強烈水解生成磷酸和鹽酸；

(2) ①已知反應H3PO3＋H2O＋I2H3PO4＋2HI，磷酸中的磷來自于三氯化磷的水解，結合實驗目的分析；

②結合碘遇淀粉變藍分析；

③該實驗原理為：利用PCl3遇水生成H3PO3和HCl，加入碘溶液，發生反應H3PO3+H2O+I2H3PO4+2HI，然后加入（NH4）3BO3溶液，與HI和H3PO4反應生成H3BO3，最后利用Na2S2O3溶液滴定為反應的I2，根據消耗的I2，計算PCl3的質量，進而確定樣品中PCl3的質量分數。

(1) PCl3遇水會強烈水解生成磷酸和鹽酸，化學反應方程式為：PCl3＋3H2O=H3PO3＋3HCl；

(2)①本實驗要準確測定樣品中PCl3的純度，反應H3PO3＋H2O＋I2H3PO4＋2HI，磷酸中的磷來自于三氯化磷的水解，加入(NH4)3BO3，發生反應3HI＋(NH4)3BO3=3NH4I＋H3BO3，減小HI濃度，平衡右移，使H3PO3被I2充分氧化成H3PO4，生成磷酸越多，PCl3的純度越高；

②碘遇淀粉變藍，Na2S2O3標準溶液與碘反應，當將過量的碘消耗完，藍色消失，則判定終點的方法為：當滴入最后一滴1.000 0 mol·L－1 Na2S2O3標準溶液時，溶液由藍色突變為無色，且半分鐘內不變色，即為到達終點；

③20.00 mL 0.5000 mol·L－1碘溶液中，碘單質的總物質的量=0.5000 mol·L－1×20.00 mL×10-3 L·mL－1=0.01000 mol，滴定時消耗的標準液的n(Na2S2O3)＝1.000 mol·L－1×12.00 mL×10－3 L·mL－1＝0.012 00 mol；根據滴定反應：I2＋2Na2S2O3=Na2S4O6＋2NaI，過量的碘單質的物質的量=n(Na2S2O3)＝×0.01200 mol＝0.00600 mol；根據反應H3PO3＋H2O＋I2H3PO4＋2HI，25.00 mL樣品水解液中，與碘應的n(H3PO3)＝n(I2)=0.01000 mol－0.00600 mol＝0.00400 mol；結合反應PCl3＋3H2O=H3PO3＋3HCl，25.00 mL樣品水解液中，完全發生水解的n(PCl3)＝n(H3PO3)＝0.00400 mol，500mL樣品水解液中，完全發生水解的n(PCl3)＝0.00400 mol×，則原樣品中w%＝×100%＝55.00%。