Question

I磷酸氯喹是治疗新型肺炎的潜力药。磷酸是合成该药的初级原料之一，沸点高，难挥发。化学兴趣小组设计了合成磷酸的流程如图。

回答下列问题

(1)将一定了的红磷与氯气置于容积为2L的恒温恒容(温度，体积均不变)反应器中制取A，各物质的物质的量与时间关系如图

①前10s消耗的氯气为________mol,该反应的化学方程式为_________（A用化学式表示)

②前10s的平均反应速率v(Cl₂)=________

(2)将A加入热水中，生成两种酸。一种为磷酸，反应过程各元素化合价不变。

①另一种是酸C是________(写名称)

②A与热水反应的化学方程式为________

II(1)将反应Cu+2FeCl₃=2FeCl₂+CuCl₂设计成原电池，完成该原电池的装置示意图，并作相应标注(标明正负极材料及电解质溶液的名称，电子移动方向、离子移动方向)________

(2)该装置中负极的电极方程式为________。

(3)若在反应过程中电极减轻3.2g，则在导线中通过电子_____________mol。

Answer

10mol 2P+5Cl2=2PCl5 0.5mol/(L∙s) 盐酸 2PCl5+8H2O2H3PO4+10HCl Cu-2e-=Cu2+ 0.1

【解析】

I．红磷与氯气发生反应生成五氯化磷，发生反应为2P+5Cl2=2PCl5，则A为PCl5，向PCl5中加水反应生成盐酸和磷酸，发生的反应为：2PCl5+8H2O=2H3PO4+10HCl，则B为盐酸和磷酸的混酸，将混酸进行分离提纯得到磷酸和盐酸，则C为盐酸，据此分析解答；

II．该原电池反应中，Cu元素化合价由0价变为+2价，化合价升高，发生氧化反应，则铜作负极，因此正极材料应为惰性电极(碳棒、Pt等)，电解质溶液应使用FeCl3溶液，电子从负极沿导线流向正极，电流与电子流向相反，据此分析解答。

I．(1)①根据图示，前10s氯气由12mol变为2mol，则消耗的氯气为12mol-2mol=10mol，结合图示，10s时，P的物质的量变为0，即P完全反应，氯气过量，该反应不是可逆反应，根据分析，该反应的化学方程式为：2P+5Cl2=2PCl5；

②根据①中分析，前10s消耗的氯气物质的量为10mol，平均反应速率v(Cl2)== 0.5mol/(L∙s)；

(2)①根据分析，另一种是酸C是盐酸；

②根据分析，A与热水反应生成盐酸和磷酸，则化学方程式为2PCl5+8H2O2H3PO4+10HCl；

II．(1)根据反应Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2，该原电池反应中，Cu元素化合价由0价变为+2价，化合价升高，发生氧化反应，则铜作负极，因此正极材料应为惰性电极(碳棒、Pt等)，电解质溶液应使用FeCl3溶液，电子从负极沿导线流向正极，正极电极反应为Fe3++e-= Fe2+，负极电极反应为：Cu-2e-=Cu2+，原电池中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，该装置图为：

；

(2)根据(1)中分析可得，负极的电极方程式为Cu-2e-=Cu2+；

(3)根据(1)中分析可得，该原电池正极电极反应为Fe3++e-= Fe2+，负极电极反应为：Cu-2e-=Cu2+，即质量减轻的电极为铜电极，若在反应过程中电极减轻3.2g，即铜的减少的物质的量为=0.05mol，则在导线中通过电子2×0.05mol=0.1mol。