Question

(15分)三氯化磷（PCl₃）是合成药物的重要化工原料，可通过白磷和氯气化合得到。

已知：白磷与少量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能溶于PCl₃；POCl₃和PCl₃遇水会强烈水解。实验室制取PCl₃的装置示意图和有关数据如下：

物质	熔点/℃	沸点/℃	密度/g·cm^-3
白磷	44.1	280.5	1.82
PCl3	-112	75.5	1.574
POCl3	2	105.3	1.675

请回答：

（1）实验所需氯气可用MnO₂和浓HCl反应制取，实验过程中所用的玻璃仪器除酒精灯和玻璃导气管外，还需要的玻璃仪器有                   。制取的氯气需要进行干燥，请设计实验证明通入的氯气是干燥

的                  （写出操作、现象、结论）。

（2）实验过程中要加入白磷、通入CO₂、通入Cl₂、加热，实验时具体的操作方法和顺序是         。

（3）E烧杯中加入冷水的目的是            ，干燥管中碱石灰的作用是                 。

（4）实验制得的粗产品中常含有POCl₃、PCl₅等，先加入过量白磷加热，除去PCl₅和过量白磷后，再除去PCl₃中的POCl₃制备纯净的PCl₃可选用的方法有        （填字母序号）。

A．萃取       B．过滤         C．蒸馏        D．蒸发结晶

（5）①PCl₃遇水会强烈水解生成H₃PO₃和HCl，则PCl₃和水反应后所得溶液中除OH^－之外其它离子的浓度由大到小的顺序是                        （已知亚磷酸（H₃PO₃）是二元弱酸）。

②若将0.01 mol POCl₃投入热水配成1 L的溶液，再逐滴加入AgNO₃溶液，则先产生的沉淀是         [已知K_sp(Ag₃PO₄)＝1.4×10^－16，K_sp(AgCl)＝1.8×10^－10]。

Answer

（1）圆底烧瓶和分液漏斗 将气体通过装有无水硫酸铜的U形管（干燥管），若白色粉末未变蓝，则气体干燥 （或者通入装有干燥的有色布条的集气瓶,布条不褪色等,合理答案均可）

（2）先打开K2，等反应体系中充满CO2后，加入白磷，然后再打开K1，通入氯气，加热

（3）冷却收集PCl3 吸收多余的氯气和空气中的水蒸气

（4）C

（5）①c(H+)﹥c(Cl-)﹥c(H2PO3-)﹥c(HPO32-) ②AgCl

【解析】

试题分析：（1）实验室制取氯气用浓盐酸与MnO2 在加热的条件下进行，装置采用固体和液体加热制取气体的装置，所以实验过程中所用的玻璃仪器除酒精灯和玻璃导气管外，还需要的玻璃仪器有圆底烧瓶和分液漏斗，干燥的氯气没有漂白性，所以证明通入的氯气是干燥的方法是将氯气通入装有干燥的有色布条的集气瓶,布条不褪色，说明氯气是干燥的。

（2）PCl3遇O2会生成POCl3(三氯氧磷)，所以向通入CO2 将空气赶走，白磷与少量Cl2反应生成PCl3，与过量Cl2反应生成PCl5，然后在加入白磷，氯气最后通，白磷熔沸点低，最后加热，实验时具体的操作方法和顺序是先打开K2，等反应体系中充满CO2后，加入白磷，然后再打开K1，通入氯气，加热。

（3）PCl3 的沸点较低，所以E烧杯中加入冷水的目的是冷却收集PCl3，POCl3和PCl3遇水会强烈水解，干燥管中碱石灰的作用是吸收多余的氯气和空气中的水蒸气。

（4）根据表格提供的信息，它们互溶且熔沸点不同，所以除去PCl3中的POCl3制备纯净的PCl3可选用的方法是蒸馏法。

（5）①PCl3遇水会强烈水解生成H3PO3和HCl，亚磷酸（H3PO3）是二元弱酸，分别电离，一步比一步艰难，而HCl是强酸，全部电离，所以离子的浓度由大到小的顺序是c(H+)﹥c(Cl-)﹥c(H2PO3-)﹥c(HPO32-)，

②若将0.01 mol POCl3投入热水配成1 L的溶液，发生的化学反应为POCl3+H2O = H3PO4+3HCl,盐酸是强酸，Cl－浓度为0.03mol/L，H3PO4 是中强酸，分步电离，以第一步电离为主，产生的PO43-的浓度很小，根据Ksp(Ag3PO4)＝1.4×10－16，Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，逐滴加入AgNO3溶液，则先产生的沉淀是AgCl。

考点：考查氯气的实验室制法，PCl3的制备及性质检验，离子浓度的大小比较，沉淀溶解平衡等知识。