综合题11.0分
化学

三氯化磷(PCl3)是一种用于有机合成的重要催化剂。实验室常用红磷与干燥的Cl2制取PCl3,装置如图所示。

已知:红磷与少量Cl2反应生成PCl3,与过量Cl2反应生成PCl5。PCl3遇O2会生成POCl3(三氯氧磷), POCl3溶于PCl3,PCl3遇水会强烈水解生成H3PO3和HCl。PCl3、POCl3的熔沸点见下表。

请答下面问题:

19.玻璃管之间的连接需要用到胶皮管,连接的方法是:先把       ,然后稍稍用力即可把玻璃管插入橡皮管。

20.B中所盛试剂是       ,F中碱石灰的作用是        

21.实验时,检查装置气密性后,向D装置的曲颈瓶中加入红磷,打开K3通入干燥的CO2,一段时间后,关闭K3,加热曲颈瓶至上部有黄色升华物出现时通入氯气,反应立即进行。通干燥CO2的作用是            ,C装置中的K1、 K2的设计也出于类似的目的,为了达到这—实验目的,实验时与K1、 K2有关的操作是

22.实验制得的粗产品中常含有POCl3、PCl5等。加入红磷加热除去PCl5后,通过      (填实验操作名称),即可得到较纯净的PCl3

23.通过下面方法可测定产品中PCl3的质量分数:

①迅速称取1.00g产品,加水反应后配成250mL溶液:

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

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

④    重复②、③操作,平均消耗0.1000 mol/L Na2S2O3溶液8.00mL.

己知:H3PO3+I2+H2O=H3PO4+2HI,   I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6,根据上述数据,假设测定过程中没有其他反应,该产品中PCl3的质量分数为 ____________。

第1小题正确答案及相关解析

正确答案

玻璃管口用水润湿

解析

实验前玻璃管之间连接需要用到橡皮管,其连接方法是先用水润湿玻璃管口,然后稍稍用力即可把玻璃管插入橡皮管中,故答案为:玻璃管口用水润湿;

考查方向

本题考查化学实验操作。

解题思路

实验室要用黄磷(白磷)与干燥的Cl2模拟工业生产制取PCl3流程为:A装置浓盐酸和二氧化锰二者反应生成氯化锰、氯气和水,制得氯气,因PCl3遇水会强烈水解,所以氯气需干燥,B装置利用浓硫酸干燥氯气,利用二氧化碳排尽装置中的空气,防止黄磷(白磷)自燃,PCl3沸点为75.5℃,利用E装置防止PCl3挥发(冷凝),因尾气中含有有毒气体氯气,且空气中水蒸气可能进入装置,所以用F装置利用碱石灰吸收多余的Cl2,防止空气中的水蒸气进入烧瓶和PCl3反应;

实验前玻璃管之间连接需要用到橡皮管,其连接方法是先用水润湿玻璃管口;

易错点

本题考查化学实验操作,注意基础知识的积累。

第2小题正确答案及相关解析

正确答案

浓硫酸 吸收多余的Cl2 ,防止空气中的水蒸气进入烧瓶与PCl3反应

解析

因PCl3遇水会强烈水解,所以氯气需干燥,氯气和浓硫酸不反应,所以能用浓硫酸干燥氯气,F中碱石灰的作用是吸收多余的Cl2,防止空气中的水蒸气进入烧瓶与PCl3反应,故答案为:浓硫酸;吸收多余的Cl2,防止空气中的水蒸气进入烧瓶与PCl3反应;

考查方向

本题考查制备实验方案的设计。

解题思路

氯气为酸性气体,需用酸性干燥剂干燥,吸收多余的Cl2,防止空气中的水蒸气进入烧瓶与PCl3反应;

易错点

本题考查制备实验方案的设计,注意基础知识的积累与应用。

第3小题正确答案及相关解析

正确答案

排尽装置中的空气,防止PCl3 与O2反应

先关闭K1,打开K2,等B中溶液上方充满黄绿色气体后,打开K1,关闭K2

解析

由于PCl3遇O2会生成POCl3,遇水生成H3PO3和HCl,通入一段时间的CO2可以排尽装置中的空气,防止生成的PCl3与空气中的O2和水反应,先关闭K1,打开K2,等B中溶液上方充满黄绿色气体后,排净了空气,再打开K1,关闭K2

考查方向

本题考查化学实验操作及评价。

解题思路

由于PCl3遇O2会生成POCl3,遇水生成H3PO3和HCl,红磷在温度较高的条件下能自燃,通入二氧化碳赶净空气,通入二氧化碳赶净空气,避免水和氧气与三氯化磷发生反应;先关闭K1,打开K2,利用氯气排净装置中的空气;

易错点

本题考查化学实验操作及评价,注意题干信息的提取分析。

第4小题正确答案及相关解析

正确答案

蒸馏

解析

由信息可知,POCl3与PCl3都是液体,沸点相差较大,故可以用蒸馏的方法进行分离;

考查方向

本题考查物质的分离提纯。

解题思路

依据物质的沸点数值不同,可以利用蒸馏的方法分离出三氯化磷;

易错点

本题考查物质的分离提纯,会提取题干信息,根据物质的性质进行分析。

第5小题正确答案及相关解析

正确答案

82.5%

解析

滴定实验涉及关系式为PCl3∼H3PO3∼I2和2Na2S2O3∼I2,设混合物中PC13的物质的量为nmol,水解生成的H3PO3反应掉的I2的物质的量为nmol;滴定多余I2的消耗的Na2S2O3的物质的量为0.1000mol⋅L−1×8.40×10−3L=8.4×10−4mol,多余的I2的物质的量为0.0008mol÷2=0.0004mol,提供I2的总物质的量为0.1000mol⋅L−1×10.0×10−3L=1.0×10−3mol,则H3PO3反应掉的I2的物质的量nmol=1.0×10−3mol−0.0004mol=0.0006mol,25mL溶液里含有PC13的质量为0.0006mol×137.5g⋅mol−1=0.0825g,产品中PC13的质量分数为

考查方向

本题考查根据化学方程式的计算。

解题思路

通过滴定原理测定混合物中PCl3的质量分数,可借助于原子守恒并结合关系式PCl3~H3PO3~I2,2Na2S2O3~I2进行计算;

易错点

本题考查根据化学方程式的计算,要根据反应方程式找到关系式进行计算,注意对知识的应用及反应的计量关系。