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+3Cl₂ =2BCl₃+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℃，遇水水解生成H₃BO₃和HCl，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)装置J中反应的化学方程式为____________________________________。

（实验Ⅱ）产品中氯含量的测定

①准确称取少许m克产品，置于蒸馏水中完全水解，并配成100mL溶液。

②取10.00mL溶液于锥形瓶中

③加入V₁mL浓度为C₁ mol/LAgNO₃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/L KSCN标准溶液滴定过量的AgNO₃溶液。发生反应：Ag⁺ +SCN^- =AgSCN↓。

⑤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) 。

(3)步骤④中达到滴定终点的现象为__________________。

(4)实验过程中加入硝基苯的目的是___________________。

(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100mL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 2NaOH+Cl2 =NaCl+NaClO+H2O 覆盖AgCl，滴入最后一滴KSCN溶液时，混合液由无色变为血红色且半分钟内不褪色 防止滴定时AgCl沉淀转化为AgSCN沉淀，使滴定终点不准确 B

【解析】

Ⅰ.用氯气与B2O3、C反应生成三氯化硼和CO，三氯化硼的熔点为-107.3℃，沸点为12.5℃，所以收集三氯化硼要用冰水冷却，未反应的氯气尾气用氢氧化钠吸收，三氯化硼易水解，为防止氢氧化钠溶液中水进入装置E，在E和J之间接上H装置，用于吸水，生成的CO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一氧化碳生成，多余的CO不能排放到空气中，要用排水法收集，据此答题。

II.(3)根据Fe3+、SCN-反应产生血红色物质判断滴定终点；

(4)硝基苯是液态有机物，密度比水大，可以覆盖在AgCl上，防止AgCl发生沉淀溶解；

(5)根据n(Ag+)=n(Cl-)+n(SCN-)，可计算出溶液中10.00mL溶液中含有的n(Cl-)，然后计算mg即100mL中含有的n(Cl-)及质量，从而计算出其质量分数；根据c=进行误差分析。

I.(1)用氯气与B2O3、C反应生成三氯化硼和CO，三氯化硼的熔点为-107.3℃，沸点为12.5℃，所以收集三氯化硼要用冰水冷却，未反应的氯气尾气用氢氧化钠吸收，三氯化硼易水解，为防止氢氧化钠溶液中水进入装置E，在E和J之间接上H装置，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一氧化碳生成，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，依次连接的合理顺序为G→E→H→J→H→F→D→I，故答案为：E、H、J、H；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)中装置J中Cl2与NaOH溶液发生歧化反应，产生NaCl、NaClO、H2O，根据电子守恒、原子守恒，可得该反应的化学方程式为2NaOH+Cl2 =NaCl+NaClO+H2O；

II.(3)向该物质中加入AgNO3溶液，发生反应：Ag++Cl-=AgCl↓，为了使溶液中的Cl-沉淀完全，加入过量的AgNO3溶液，然后以硝酸铁为指示剂，若溶液中Cl-沉淀完全，用C2 mol/L KSCN标准溶液滴定过量的AgNO3溶液。会发生反应：Ag+ +SCN- =AgSCN↓，溶液变为血红色，所以滴定终点现象为滴入最后一滴KSCN溶液时，混合液由无色变为血红色且半分钟内不褪色；

(4)硝基苯是液态有机物，密度比水大，加入硝基苯就可以覆盖在反应产生AgCl沉淀上，防止滴定时AgCl沉淀转化为AgSCN沉淀，使滴定终点不准确；

(5)根据离子反应可知n(Ag+)=n(Cl-)+n(SCN-)，则10.00mL中含有n(Cl-)=n(Ag+)-n(SCN-)=C1 mol/L×V1×10-3L/mL –C2mol/L×V2 mL×10-3L/mL=(C1V1-C2V2)×10-3mol；则mg中含有Cl-元素的质量为m= (C1V1-C2V2)×10-3mol××35.5g/mol，则产品中氯元素的质量分数为=；

A.步骤③中未加硝基苯，会使一部分AgCl转化为AgSCN，导致n(SCN-)增大，根据关系式n(Ag+)=n(Cl-)+n(SCN-)可知样品中含有n(Cl-)偏小，A错误；

B.步骤①中配制100mL溶液时，定容时俯视刻度线，则使c(Cl-)偏大，等体积时含有的n(Cl-)偏大，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，V(标)偏大，则导致样品在Cl-含量偏低，C错误；

D.滴定剩余AgNO3溶液时，KSCN溶液滴到锥形瓶外面一滴，V(标)偏大，则导致样品在Cl-含量偏低，D错误；

故合理选项是B。