Question

PCl₃主要用于制造敌百虫等有机磷农药和磺胺嘧啶(S.D)等医药的原料。如图为实验室中制取粗PCl₃产品的装置，夹持装置略去。

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

物质	熔点/℃	沸点/℃
PCl3	-112	75.5
POCl3	2	105.3

回答下列问题：

(1)仪器G的名称是______。装置F与G由橡胶管a相连通，a的作用是_______。

(2)A是制取CO₂装置，CO₂的作用是_____，选择A中的药品是_____(填字母)。

a.稀盐酸  b.稀硫酸  c.NaHCO₃粉末  d.块状石灰石

(3)装置D中盛有碱石灰，其作用是__________________。

(4)装置G中生成Cl₂，反应的离子方程式为___________。

(5)装置C采用65-70℃水浴加热，制得的PCl₃粗产品中常含有POCl₃、PCl₅等杂质，除杂的方法是：先加入红磷加热，除去PCl₅，然后通过___________(填实验操作名称)，即可得到较纯净的PCl₃。

(6)通过实验测定粗产品中PCl₃的质量分数，实验步骤如下(不考虑杂质的反应)：

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

第二步：移取25.00mL溶液置于锥形瓶中；

第三步：加入0. 5mol•L^－1碘溶液20 mL，碘过量，H₃PO₃完全反应生成H₃PO₄；

第四步：加入几滴淀粉溶液，用1.0 mol•L^－1Na₂S₂O₃标准溶液滴定过量的碘，反应方程式为I₂+2Na₂S₂O₃=Na₂S₄O₆+2NaI，滴至终点时消耗Na₂S₂O₃标准溶液12mL。

①第三步中反应的化学方程式为_____________。

②根据上述数据，计算该产品中PCl₃的质量分数为______%。

Answer

蒸馏烧瓶 使F与G压强相同，便于浓盐酸容易滴出 赶尽装置中空气，防止PCl3被氧化 ad 防止空气中水蒸气进入装置使PCl3水解，吸收未反应的氯气，防止污染空气 16H+ +10Cl－+2MnO4－＝5Cl2↑+2Mn2++8H2O 蒸馏 H3PO3+H2O+I2=H3PO4+2HI 55

【解析】

首先A中利用稀盐酸和块状石灰石制取CO2，生成的CO2经过B获得干燥的CO2，CO2气流就会排尽装置内部的空气，以避免生成的PCl3被氧化，然后G中盐酸和高锰酸钾反应制取氯气，经过E中浓硫酸干燥获得干燥的氯气，并与C中红磷反应获得PCl3，另外D中碱石灰吸收空气中的水蒸气和吸收未反应的氯气。

(1)观察仪器G的结构特点知仪器G的名称是蒸馏烧瓶；装置F与G由橡胶管a相连通，a的作用是平衡F和G内部气体的压强，便于浓盐酸在重力作用下更容易滴出，即使F与G压强相同，便于浓盐酸容易滴出；

(2) PCl3遇O2会生成POCl3(三氯氧磷)，所以需要排尽装置内部的空气，故A中制取CO2的作用是赶尽装置中空气，防止PCl3被氧化；NaHCO3粉末和酸反应生成CO2的速率过快，不易控制，因而选用块状石灰石与酸反应，而稀硫酸与石灰石反应生成微溶的硫酸钙，其附着在石灰石表面，阻碍反应进行，所以选用块状石灰石与稀盐酸反应制取CO2，故选ad；

(3) PCl3遇水会强烈水解生成H3PO3，同时氯气有剧毒，易与碱反应，因而装置D中盛有碱石灰的作用是防止空气中水蒸气进入装置使PCl3水解，吸收未反应的氯气，防止污染空气；

(4) 装置G中高锰酸钾将盐酸氧化得到氯气，其离子方程式为16H+ +10Cl－+2MnO4－＝5Cl2↑+2Mn2++8H2O；

(5) 先加入红磷加热，除去PCl5，此时的杂质为POCl3，观察题给表格信息，PCl5和POCl3沸点相差30℃以上，然后通过蒸馏即可除去POCl3，即可得到较纯净的PCl3；

(6)①加入碘溶液，H3PO3完全反应生成H3PO4，P元素化合价由+3变为+5，H3PO3作还原剂，碘作氧化剂，被还原成HI，所以反应的化学方程式为H3PO3+H2O+I2=H3PO4+2HI；

②滴定剩余的I2消耗Na2S2O3物质的量为1.0×12×10-3mol=0.012mol，由I2+2Na2S2O3=Na2S4O6+2NaI，剩余的I2为×0.012mol=0.006mol，所以与H3PO3反应的I2为0.5×20×10-3mol-0.006mol=0.004mol，根据关系式PCl3~ H3PO3~ I2可知，20.0g产品中PCl3的质量为g=11g，PCl3的质量分数为×100%=55%。