Question

三氯化硼(BCl₃)是一种重要的化工原料。实验室制备BCl₃的原理B₂O₃+3C+3Cl₂2BCl₃+3CO，某实验小组利用干燥的氯气和下列装置(装置可重复使用)制备BCl₃并验证反应中有CO生成。(已知：BCl₃的熔点为-107.3℃，沸点为12.5℃；硝基苯的密度比水大)。请回答下列问题：

实验Ⅰ：制备BCl₃并验证产物CO

(1)该实验装置中合理的连接顺序为G→______→______→______→______→F→D→I；其中装置E的作用是______。

(2)BCl₃接触潮湿空气时会形成白雾，请写出该反应的化学方程式______。

(3)能证明反应中有CO生成的现象是______。

实验Ⅱ：产品中氯含量的测定

①准确称取少许m g产品，置于蒸馏水中完全水解，并配成100 mL溶液。

②取10.00 mL溶液于锥形瓶中

③加入V₁ mL浓度为c₁mol/L AgNO₃溶液使氯离子完全沉淀；向其中加入少许硝基苯用力摇动。

④以硝酸铁为指示剂，用c₂ mol/LKSCN标准溶液滴定过量的AgNO₃溶液。重复步骤②～④二次，达到滴定终点时用去KSCN溶液的平均体积为V₂ mL。

已知：Ksp(AgCl)>Ksp(AgSCN)。

(4)步骤②移取溶液时所需仪器名称为______，步骤④中达到滴定终点的现象为______。

(5)产品中氯元素的质量分数为______。

(6)下列操作，可能引起测得产品中氯含量偏高是______。

A.步骤③中未加硝基苯

B.步骤①中配制100 mL溶液时，定容时俯视刻度线

C.用KSCN溶液滴定剩余AgNO₃溶液时，滴定前有气泡，滴定后无气泡

D.滴定剩余AgNO₃溶液时，KSCN溶液滴到锥形瓶外面一滴

Answer

E H J H 将BCl3冷凝为液态分离出来 BCl3+3H2O=H3BO3+3HCl F中黑色固体变成红色且澄清石灰水变浑浊 酸式滴定管或移液 当滴入最后一滴KSCN溶液时，混合液由无色变为红色且半分钟内不褪色 % B

【解析】

(1)G制备BCl3和CO，E收集，连接干燥装置H防止水蒸气进入E，J除去氯气，H干燥CO，然后用CuO检验CO，澄清石灰水检验生成的CO2，最后收集CO，据此分析作答；

(2)BCl3接触潮湿空气时会形成白雾，生成硼酸和HCl，据此书写；

(3)CO将黑色CuO还原为红色Cu，生成CO2能使澄清石灰水变浑浊；

(4)步骤①得到酸性溶液，②取10.00 mL溶液应用酸式滴定管或移液管；根据滴定原理，KSCN与过量的硝酸银反应完后，与指示剂中铁离子结合显红色，据此可得；

(5)根据AgNO3与HCl和KSCN溶液反应，利用元素守恒可得产品中氯元素的物质的量，据此列式求解；

(6)根据AgNO3溶液发生的化学反应及误差分析方法分析判断。

(1)用Cl2、B2O3、C在加热条件下反应生成BCl3和CO，由于BCl3的熔点为-107.3℃，沸点为12.5℃，所以收集BCl3要用冰水冷却，未反应的BCl3尾气用氢氧化钠吸收，BCl3易水解，应防止氢氧化钠溶液中的水进入装置E，在E和J之间接上干燥装置H，用于吸水，生成的CO经干燥后再通过F装置还原氧化铜，再将生成的气体通过澄清石灰水检验，可以证明原反应中有CO生成，多余的CO不能排放到空气中，要用排水法收集，据上面的分析可知，装置连接的合理顺序为G→E→H→J→H→F→D→I；反应产生的BCl3为气态，用冰水冷却降温变为液态，便于与未反应的氯气分离开来，所以其中装置E的作用是将BCl3冷凝为液态分离出来；

(2)BCl3接触潮湿空气时会形成白雾，生成硼酸和HCl，反应方程式为：BCl3+3H2O=H3BO3+3HCl；

(3)CO在加热条件下将CuO还原为Cu，CO被还原为CO2，能使澄清石灰水变浑浊，故F中黑色固体变成红色且澄清石灰水变浑浊证明反应中有CO生成；

(4)步骤①中BCl3与水反应产生硼酸和盐酸的混合物，溶液为酸性溶液，所以②取10.00 mL该溶液应用酸式滴定管或移液管；根据滴定原理，KSCN与过量的硝酸银溶液反应完后，与指示剂中铁离子结合显红色，故终点判断为：当滴入最后一滴KSCN溶液时，混合液由无色变为红色且半分钟内不褪色；

(5)加入的AgNO3的总物质的量n(AgNO3)=c1·V1×10-3 mol，反应中过量的硝酸银的物质的量为：c2·V2×10-3 mol，则发生Ag++Cl-=AgCl↓反应的AgNO3的物质的量n(AgNO3)=c1·V1×10-3mol- c2·V2×10-3mol=(c1·V1 -c2·V2)×10-3 mol，则根据元素守恒，可知产品中氯元素为n(Cl-)=(c1·V1 -c2·V2)×10-3 mol×=(c1·V1 -c2·V2)×10-2 mol，故产品中氯元素的质量分数为:×100%=%；

(6)A．步骤③中未加硝基苯，根据Ksp(AgCl)>Ksp(AgSCN)，AgCl与KSCN反应，消耗标准液多，剩余硝酸银偏多，导致结果偏低，A错误；

B．步骤①中配制100 mL溶液时，定容时俯视刻度线，导致溶液浓度偏大，所取溶液中氯元素偏多，测定结果偏高，B正确；

C．用KSCN溶液滴定剩余AgNO3溶液时，滴定前有气泡，滴定后无气泡，则标准液体积消耗读数偏高，剩余硝酸银偏多，导致结果偏低，C错误；

D．滴定剩余AgNO3溶液时，KSCN溶液滴到锥形瓶外面一滴，消耗标准液体积偏多，则剩余硝酸银偏多，导致结果偏低，D错误；

故合理选项是B。