题目
高技术领域常使用高纯试剂。纯磷酸（熔点为42℃，易吸潮）可通过市售85%磷酸溶液减压蒸馏除水、结晶除杂得到，纯化过程需要严格控制温度和水分，温度低于21℃易形成2H3PO4•H2O（熔点为30℃），高于100℃则发生分子间脱水生成焦磷酸等。某兴趣小组为制备磷酸晶体设计的实验装置如图（夹持装置略）：P2O5-|||-CaCl-|||-毛细管 A B 接真空系统-|||-磷酸溶液-|||-b bigcirc -|||-空气 电热反-|||-浓H2SO4回答下列问题：（1）A的名称是 ____ 。B的进水口为 ____ （填“a”或“b”）。（2）P2O5的作用是 ____ 。（3）空气流入毛细管的主要作用是防止 ____ ，还具有搅拌和加速水逸出的作用。（4）升高温度能提高除水速度，实验选用水浴加热的目的是 ____ 。（5）磷酸易形成过饱和溶液，难以结晶，可向过饱和溶液中加入 ____ 促进其结晶。（6）过滤磷酸晶体时，除了需要干燥的环境外，还需要控制温度为 ____ （填标号）。A．＜20℃B．30～35℃C．42～100℃（7）磷酸中少量的水极难除去的原因是 ____ 。
高技术领域常使用高纯试剂。纯磷酸（熔点为42℃，易吸潮）可通过市售85%磷酸溶液减压蒸馏除水、结晶除杂得到，纯化过程需要严格控制温度和水分，温度低于21℃易形成2H3PO4•H2O（熔点为30℃），高于100℃则发生分子间脱水生成焦磷酸等。某兴趣小组为制备磷酸晶体设计的实验装置如图（夹持装置略）：
回答下列问题：
（1）A的名称是 ____ 。B的进水口为 ____ （填“a”或“b”）。
（2）P2O5的作用是 ____ 。
（3）空气流入毛细管的主要作用是防止 ____ ，还具有搅拌和加速水逸出的作用。
（4）升高温度能提高除水速度，实验选用水浴加热的目的是 ____ 。
（5）磷酸易形成过饱和溶液，难以结晶，可向过饱和溶液中加入 ____ 促进其结晶。
（6）过滤磷酸晶体时，除了需要干燥的环境外，还需要控制温度为 ____ （填标号）。
A．＜20℃
B．30～35℃
C．42～100℃
（7）磷酸中少量的水极难除去的原因是 ____ 。
回答下列问题：
（1）A的名称是 ____ 。B的进水口为 ____ （填“a”或“b”）。
（2）P2O5的作用是 ____ 。
（3）空气流入毛细管的主要作用是防止 ____ ，还具有搅拌和加速水逸出的作用。
（4）升高温度能提高除水速度，实验选用水浴加热的目的是 ____ 。
（5）磷酸易形成过饱和溶液，难以结晶，可向过饱和溶液中加入 ____ 促进其结晶。
（6）过滤磷酸晶体时，除了需要干燥的环境外，还需要控制温度为 ____ （填标号）。
A．＜20℃
B．30～35℃
C．42～100℃
（7）磷酸中少量的水极难除去的原因是 ____ 。
题目解答
答案
解：（1）由仪器构造可知，仪器A为圆底烧瓶，仪器B为直形冷凝管，泠凝水应从b口进、a口出，形成逆流冷却，使冷却效果更好，
故答案为：圆底烧瓶；b；
（2）纯磷酸制备过程中要严格控制温度和水分，因此五氧化二磷的作用为干燥气体，
故答案为：干燥气体；
（3）空气流入毛细管可以对烧瓶中的溶液进行搅拌，使受热均匀，同时还具有加速水逸出和防止溶液沿毛细管上升的作用，
故答案为：溶液沿毛细管上升的作用；
（4）升高温度能提高除水速度，而纯磷酸制备过程中要严格控制温度，水浴加热可以避免直接加热造成的过度剧烈与温度的不可控性，使溶液受热均匀，
故答案为：避免直接加热造成的过度剧烈与温度的不可控性，使溶液受热均匀；
（5）过饱和溶液暂时处于亚稳态，当加入一些固体的晶体或晃动时可使此状态失去平衡，过多的溶质就会结晶，因此可向磷酸的过饱和溶液中加入磷酸晶体促进其结晶，
故答案为：磷酸晶体；
（6）纯磷酸纯化过程中，温度低于21℃易形成2H3PO4•H2O（熔点为30℃），高于100℃则发生分子间脱水生成焦磷酸，纯磷酸的熔点为42℃，因此过滤磷酸晶体时，除了需要干燥的环境外，还需要控制温度为42∼100℃，
故答案为：C；
（7）磷酸的结构式为：
，分子中含羟基，可与水分子间形成氢键，因此磷酸中少量的水极难除去，
故答案为：分子中含羟基，可与水分子间形成氢键。
故答案为：圆底烧瓶；b；
（2）纯磷酸制备过程中要严格控制温度和水分，因此五氧化二磷的作用为干燥气体，
故答案为：干燥气体；
（3）空气流入毛细管可以对烧瓶中的溶液进行搅拌，使受热均匀，同时还具有加速水逸出和防止溶液沿毛细管上升的作用，
故答案为：溶液沿毛细管上升的作用；
（4）升高温度能提高除水速度，而纯磷酸制备过程中要严格控制温度，水浴加热可以避免直接加热造成的过度剧烈与温度的不可控性，使溶液受热均匀，
故答案为：避免直接加热造成的过度剧烈与温度的不可控性，使溶液受热均匀；
（5）过饱和溶液暂时处于亚稳态，当加入一些固体的晶体或晃动时可使此状态失去平衡，过多的溶质就会结晶，因此可向磷酸的过饱和溶液中加入磷酸晶体促进其结晶，
故答案为：磷酸晶体；
（6）纯磷酸纯化过程中，温度低于21℃易形成2H3PO4•H2O（熔点为30℃），高于100℃则发生分子间脱水生成焦磷酸，纯磷酸的熔点为42℃，因此过滤磷酸晶体时，除了需要干燥的环境外，还需要控制温度为42∼100℃，
故答案为：C；
（7）磷酸的结构式为：
，分子中含羟基，可与水分子间形成氢键，因此磷酸中少量的水极难除去，故答案为：分子中含羟基，可与水分子间形成氢键。
解析
本题围绕磷酸的纯化实验设计，考查实验装置识别、试剂作用、实验条件控制等知识。核心思路是理解各装置的作用及实验条件对磷酸纯度的影响。关键点包括：
- 仪器识别：根据结构判断冷凝管类型及水流方向；
- 试剂功能：P₂O₅作为强干燥剂的作用；
- 实验条件控制：温度对磷酸结晶、脱水的影响；
- 过饱和溶液处理：晶核对结晶的作用原理。
第（1）题
仪器名称与冷凝管水流方向
- 圆底烧瓶：底部为圆形，用于加热或反应容器。
- 直形冷凝管：水流方向为下进上出（逆流冷却），冷却效果更好。
第（2）题
P₂O₅的作用
- 强吸水性：P₂O₅作为高效干燥剂，吸收系统中残留水分，防止磷酸吸潮。
第（3）题
空气的作用
- 防止倒吸：空气在毛细管中形成气垫，阻止液体倒流。
- 搅拌与加速蒸发：空气流动促进溶液混合，加快水分蒸发。
第（4）题
水浴加热的优点
- 温度均匀：避免直接加热导致局部过热，控制温度在安全范围（如低于100℃）。
第（5）题
结晶促进方法
- 晶核效应：加入磷酸晶体作为晶核，破坏过饱和状态，促使析出。
第（6）题
温度控制范围
- 避免副反应：温度需高于42℃（熔点）防止结晶析出，低于100℃避免脱水生成焦磷酸。
第（7）题
水分难除原因
- 氢键作用：磷酸分子中的羟基与水分子形成氢键，增强结合力，需高温破坏。