题目
三氯化氧磷(POCl3)是一种重要的化工原料,常用作半导体掺杂剂及光导纤维原料。一研究小组在实验室模拟PCl3+SO2+Cl2→POCl3+SOCl2制备POCl3并测定产品含量。反应装置图如图(加热、夹持装置已省略)。戊-|||-Cl2 SO-|||-a-|||-A B-|||-甲 丙 丁 己 庚资料卡片: 物质 熔点/℃ 沸点/℃ 相对分子质量 其他 PCl3 -93.6 76.1 137.5 遇水剧烈水解,易与O2反应 POCl3 1.25 105.8 153.5 遇水剧烈水解,能溶于PCl3 SOCl2 -105 78.8 119 遇水剧烈水解,受热易分解 请回答下列问题:(1)若选用Na2SO3固体与70%浓H2SO4制取SO2,反应的化学方程式是 ____ 。(2)溶液A为饱和食盐水,乙装置中应该盛装的试剂为 ____ (填“P2O5”“碱石灰”“浓H2SO4”或“无水硫酸铜”);反应装置图的虚框中未画出的仪器最好选择 ____ (填“己”或“庚”)。(3)甲、丁装置的作用除了用于气体的净化除杂外,还有 ____ 。(4)水浴加热三颈烧瓶,控制反应温度在60~65℃,其原因是 ____ 。(5)通过佛尔哈德法可测定经过提纯后的产品中POCl3的含量:准确称取1.600g样品在水解瓶中摇动至完全水解,将水解液配成100mL溶液,取10.00mL于锥形瓶中,加入0.2000mol•L-1的AgNO3溶液20.00mL(Ag++Cl-═AgCl↓),再加少许硝基苯,用力振荡,使沉淀被有机物覆盖。加入NH4Fe(SO4)2作指示剂,用0.1000mol•L-1KSCN标准溶液滴定过量的AgNO3至终点(Ag++SCN-═AgSCN↓),做平行实验,平均消耗KSCN标准溶液10.00mL。①达到滴定终点的现象是 ____ 。②POCl3的质量分数为 ____ (保留三位有效数字)。③已知:Ksp(AgCl)=3.2×10-10,Ksp(AgSCN)=2×10-12,若无硝基苯覆盖沉淀表面,测定POCl3的质量分数将 ____ (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
三氯化氧磷(POCl3)是一种重要的化工原料,常用作半导体掺杂剂及光导纤维原料。一研究小组在实验室模拟PCl3+SO2+Cl2→POCl3+SOCl2制备POCl3并测定产品含量。
反应装置图如图(加热、夹持装置已省略)。

资料卡片:
请回答下列问题:
(1)若选用Na2SO3固体与70%浓H2SO4制取SO2,反应的化学方程式是 ____ 。
(2)溶液A为饱和食盐水,乙装置中应该盛装的试剂为 ____ (填“P2O5”“碱石灰”“浓H2SO4”或“无水硫酸铜”);反应装置图的虚框中未画出的仪器最好选择 ____ (填“己”或“庚”)。
(3)甲、丁装置的作用除了用于气体的净化除杂外,还有 ____ 。
(4)水浴加热三颈烧瓶,控制反应温度在60~65℃,其原因是 ____ 。
(5)通过佛尔哈德法可测定经过提纯后的产品中POCl3的含量:准确称取1.600g样品在水解瓶中摇动至完全水解,将水解液配成100mL溶液,取10.00mL于锥形瓶中,加入0.2000mol•L-1的AgNO3溶液20.00mL(Ag++Cl-═AgCl↓),再加少许硝基苯,用力振荡,使沉淀被有机物覆盖。加入NH4Fe(SO4)2作指示剂,用0.1000mol•L-1KSCN标准溶液滴定过量的AgNO3至终点(Ag++SCN-═AgSCN↓),做平行实验,平均消耗KSCN标准溶液10.00mL。
①达到滴定终点的现象是 ____ 。
②POCl3的质量分数为 ____ (保留三位有效数字)。
③已知:Ksp(AgCl)=3.2×10-10,Ksp(AgSCN)=2×10-12,若无硝基苯覆盖沉淀表面,测定POCl3的质量分数将 ____ (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
反应装置图如图(加热、夹持装置已省略)。

资料卡片:
| 物质 | 熔点/℃ | 沸点/℃ | 相对分子质量 | 其他 |
| PCl3 | -93.6 | 76.1 | 137.5 | 遇水剧烈水解,易与O2反应 |
| POCl3 | 1.25 | 105.8 | 153.5 | 遇水剧烈水解,能溶于PCl3 |
| SOCl2 | -105 | 78.8 | 119 | 遇水剧烈水解,受热易分解 |
(1)若选用Na2SO3固体与70%浓H2SO4制取SO2,反应的化学方程式是 ____ 。
(2)溶液A为饱和食盐水,乙装置中应该盛装的试剂为 ____ (填“P2O5”“碱石灰”“浓H2SO4”或“无水硫酸铜”);反应装置图的虚框中未画出的仪器最好选择 ____ (填“己”或“庚”)。
(3)甲、丁装置的作用除了用于气体的净化除杂外,还有 ____ 。
(4)水浴加热三颈烧瓶,控制反应温度在60~65℃,其原因是 ____ 。
(5)通过佛尔哈德法可测定经过提纯后的产品中POCl3的含量:准确称取1.600g样品在水解瓶中摇动至完全水解,将水解液配成100mL溶液,取10.00mL于锥形瓶中,加入0.2000mol•L-1的AgNO3溶液20.00mL(Ag++Cl-═AgCl↓),再加少许硝基苯,用力振荡,使沉淀被有机物覆盖。加入NH4Fe(SO4)2作指示剂,用0.1000mol•L-1KSCN标准溶液滴定过量的AgNO3至终点(Ag++SCN-═AgSCN↓),做平行实验,平均消耗KSCN标准溶液10.00mL。
①达到滴定终点的现象是 ____ 。
②POCl3的质量分数为 ____ (保留三位有效数字)。
③已知:Ksp(AgCl)=3.2×10-10,Ksp(AgSCN)=2×10-12,若无硝基苯覆盖沉淀表面,测定POCl3的质量分数将 ____ (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
题目解答
答案
解:(1)用Na2SO3固体与70%浓H2SO4制取SO2,发生反应的化学方程式为:Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O;
故答案为:Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O;
(2)乙装置干燥氯气,干燥管中应盛放固体干燥剂,浓硫酸为液体、碱石灰可以吸收氯气,可以用五氧化二磷或无水硫酸铜;球形冷凝管冷凝面积较直形冷凝管大,冷凝效率稍高,故虚框中未画出的仪器最好选用己,
故答案为:P2O5或无水硫酸铜;己;
(3)甲、丁装置的作用除了用于气体的净化除杂外,还有通过观察产生气泡的速率控制通入气体的流速;
故答案为:通过观察产生气泡的速率控制通入气体的流速;
(4)水浴加热三颈烧瓶,控制反应温度在60~65℃,因为温度太低,反应速率太慢,温度太高,PCl3等物质挥发;
故答案为:温度太低,反应速率太慢,温度太高,PCl3等物质挥发;
(5)①以NH4Fe(SO4)2作指示剂,当KSCN将过量的银离子完全沉淀时,再滴入KSCN溶液与铁离子作用显色,故终点现象为:滴入最后一滴KSCN标准溶液,溶液变红色,且半分钟内不褪色;
故答案为:滴入最后一滴KSCN标准溶液,溶液变红色,且半分钟内不褪色;
②由Cl-+Ag+=AgCl↓,SCN-+Ag+=AgSCN↓,可知整个过程中:n(Ag+)=n(Cl-)+n(SCN-),故0.2000mol/L×0.02L=n(Cl-)+0.1000mol/L×0.01L,解得n(Cl-)=0.003mol,由氯原子守恒可知n(POCl3)=$\frac{1}{3}$n(Cl-)=0.001mol,故1.600g样品中POCl3的物质的量为0.001mol×$\frac{100mL}{10mL}$=0.01mol,所以产品中POCl3的百分含量为$\frac{0.01mol×153.5g/mol}{1.600g}$×100%≈95.9%,
故答案为:95.9%;
③加入少量硝基苯可以使生成的氯化银沉淀被覆盖,已知Ksp(AgCl)>Ksp(AgSCN),如果不加硝基苯,在水溶液中部分氯化银可以转化成AgSCN,使得实验中消耗的AgSCN偏多,会使测定的氯元素含量偏低,POCl3的质量分数将偏小;
故答案为:偏小。
故答案为:Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O;
(2)乙装置干燥氯气,干燥管中应盛放固体干燥剂,浓硫酸为液体、碱石灰可以吸收氯气,可以用五氧化二磷或无水硫酸铜;球形冷凝管冷凝面积较直形冷凝管大,冷凝效率稍高,故虚框中未画出的仪器最好选用己,
故答案为:P2O5或无水硫酸铜;己;
(3)甲、丁装置的作用除了用于气体的净化除杂外,还有通过观察产生气泡的速率控制通入气体的流速;
故答案为:通过观察产生气泡的速率控制通入气体的流速;
(4)水浴加热三颈烧瓶,控制反应温度在60~65℃,因为温度太低,反应速率太慢,温度太高,PCl3等物质挥发;
故答案为:温度太低,反应速率太慢,温度太高,PCl3等物质挥发;
(5)①以NH4Fe(SO4)2作指示剂,当KSCN将过量的银离子完全沉淀时,再滴入KSCN溶液与铁离子作用显色,故终点现象为:滴入最后一滴KSCN标准溶液,溶液变红色,且半分钟内不褪色;
故答案为:滴入最后一滴KSCN标准溶液,溶液变红色,且半分钟内不褪色;
②由Cl-+Ag+=AgCl↓,SCN-+Ag+=AgSCN↓,可知整个过程中:n(Ag+)=n(Cl-)+n(SCN-),故0.2000mol/L×0.02L=n(Cl-)+0.1000mol/L×0.01L,解得n(Cl-)=0.003mol,由氯原子守恒可知n(POCl3)=$\frac{1}{3}$n(Cl-)=0.001mol,故1.600g样品中POCl3的物质的量为0.001mol×$\frac{100mL}{10mL}$=0.01mol,所以产品中POCl3的百分含量为$\frac{0.01mol×153.5g/mol}{1.600g}$×100%≈95.9%,
故答案为:95.9%;
③加入少量硝基苯可以使生成的氯化银沉淀被覆盖,已知Ksp(AgCl)>Ksp(AgSCN),如果不加硝基苯,在水溶液中部分氯化银可以转化成AgSCN,使得实验中消耗的AgSCN偏多,会使测定的氯元素含量偏低,POCl3的质量分数将偏小;
故答案为:偏小。