Question

1．三氯化磷（PCl₃）是合成藥物的重要化工原料，可通過白磷和氯氣化合得到．
已知：白磷與少量Cl₂反應生成PCl₃，與過量Cl₂反應生成PCl₅；PCl₃遇O₂會生成POCl₃（三氯氧磷）；POCl₃能溶于PCl₃；POCl₃和PCl₃遇水會強烈水解．
實驗室制取PCl₃的裝置示意圖和有關數(shù)據(jù)如下：

物質(zhì)	熔點/℃	沸點/℃	密度/g•cm-3
白磷	44.1	280.5	1.82
PCl3	-112	75.5	1.574
POCl3	2	105.3	1.675

請回答：
（1）實驗所需氯氣可用MnO₂和濃HCl反應制取，實驗過程中所用的玻璃儀器除酒精燈和玻璃導氣管外，還需要的玻璃儀器有圓底燒瓶和分液漏斗．制取的氯氣需要進行干燥，請設計實驗證明通入的氯氣是干燥的將氯氣通入裝有干燥的有色布條的集氣瓶，布條不褪色，說明氯氣是干燥的（寫出操作、現(xiàn)象、結(jié)論）．
（2）實驗過程中要加入白磷、通入CO₂、通入Cl₂、加熱，實驗時具體的操作方法和順序是先打開K₂，等反應體系中充滿CO₂后，加入白磷，然后再打開K₁，通入氯氣，加熱．
（3）E燒杯中加入冷水的目的是冷卻收集PCl₃，干燥管中堿石灰的作用是吸收多余的氯氣和空氣中的水蒸氣．
（4）實驗制得的粗產(chǎn)品中常含有POCl₃、PCl₅等，先加入過量白磷加熱，除去PCl₅和過量白磷后，再除去PCl₃中的POCl₃制備純凈的PCl₃可選用的方法有C（填字母序號）．
A．萃取      B．過濾      C．蒸餾     D．蒸發(fā)結(jié)晶
（5）①PCl₃遇水會強烈水解生成H₃PO₃和HCl，則PCl₃和水反應后所得溶液中除OH^-之外其它離子的濃度由大到小的順序是c（H⁺）＞c（Cl^-）＞c（H₂PO₃^-）＞c（HPO₃^2-）（已知亞磷酸（H₃PO₃）是二元弱酸）．
②若將0.01mol POCl₃投入熱水配成1L的溶液，再逐滴加入AgNO₃溶液，則先產(chǎn)生的沉淀是AgCl[已知K_sp（Ag₃PO₄）=1.4×10^-16，K_sp（AgCl）=1.8×10^-10]．

Answer 1

分析 （1）實驗室制取氯氣用濃鹽酸與MnO₂ 在加熱的條件下進行，裝置采用固體和液體加熱制取氣體的裝置，所以實驗過程中所用的玻璃儀器除酒精燈和玻璃導氣管外，還需要的玻璃儀器有圓底燒瓶和分液漏斗；
干燥的氯氣沒有漂白性，潮濕的氯氣具有漂白性，可以使干燥有色布條褪色；
（2）PCl₃遇O₂會生成POCl₃（三氯氧磷），所以向通入CO₂ 將空氣趕走，白磷與少量Cl₂反應生成PCl₃，與過量Cl₂反應生成PCl₅，然后在加入白磷，氯氣最后通，白磷熔沸點低，最后加熱；
（3）PCl₃ 的沸點較低，E燒杯中加入冷水的目的是冷卻收集PCl₃，POCl₃和PCl₃遇水會強烈水解，干燥管中堿石灰的作用是吸收多余的氯氣和空氣中的水蒸氣；
（4）根據(jù)表格提供的信息，物質(zhì)互溶且熔沸點不同，除去PCl₃中的POCl₃選用的方法是蒸餾法；
（5）①PCl₃遇水會強烈水解生成H₃PO₃和HCl，亞磷酸（H₃PO₃）是二元弱酸，分別電離，一步比一步艱難，而HCl是強酸，全部電離；
②若將0.01 mol POCl₃投入熱水配成1 L的溶液，發(fā)生的化學反應為POCl₃+H₂O=H₃PO₄+3HCl，鹽酸是強酸，Cl^-濃度為0.03mol/L，H₃PO₄ 是中強酸，分步電離，以第一步電離為主，產(chǎn)生的PO₄^3-的濃度很小，結(jié)合溶度積，逐滴加入AgNO₃溶液，則先產(chǎn)生的沉淀是AgCl．

解答 解：（1）實驗室制取氯氣用濃鹽酸與MnO₂ 在加熱的條件下進行，裝置采用固體和液體加熱制取氣體的裝置，所以實驗過程中所用的玻璃儀器除酒精燈和玻璃導氣管外，還需要的玻璃儀器有：圓底燒瓶和分液漏斗；
干燥的氯氣沒有漂白性，所以證明通入的氯氣是干燥的方法是：將氯氣通入裝有干燥的有色布條的集氣瓶，布條不褪色，說明氯氣是干燥的，
故答案為：圓底燒瓶和分液漏斗；將氯氣通入裝有干燥的有色布條的集氣瓶，布條不褪色，說明氯氣是干燥的；
（2）PCl₃遇O₂會生成POCl₃（三氯氧磷），所以向通入CO₂ 將空氣趕走，白磷與少量Cl₂反應生成PCl₃，與過量Cl₂反應生成PCl₅，然后在加入白磷，氯氣最后通，白磷熔沸點低，最后加熱，具體操作為：先打開K₂，等反應體系中充滿CO₂后，加入白磷，然后再打開K₁，通入氯氣，加熱，
故答案為：先打開K₂，等反應體系中充滿CO₂后，加入白磷，然后再打開K₁，通入氯氣，加熱；
（3）PCl₃ 的沸點較低，所以E燒杯中加入冷水的目的是冷卻收集PCl₃，POCl₃和PCl₃遇水會強烈水解，干燥管中堿石灰的作用是吸收多余的氯氣和空氣中的水蒸氣，
故答案為：冷卻收集PCl₃；吸收多余的氯氣和空氣中的水蒸氣；
（4）根據(jù)表格提供的信息，它們互溶且熔沸點不同，所以除去PCl₃中的POCl₃制備純凈的PCl₃可選用的方法是蒸餾法，故選：C；
（5）①PCl₃遇水會強烈水解生成H₃PO₃和HCl，亞磷酸（H₃PO₃）是二元弱酸，分別電離，一步比一步艱難，而HCl是強酸，全部電離，溶液中離子濃度順序為：c（H⁺）＞c（Cl^-）＞c（H₂PO₃^-）＞c（HPO₃^2-），
故答案為：c（H⁺）＞c（Cl^-）＞c（H₂PO₃^-）＞c（HPO₃^2-）；
②若將0.01 mol POCl₃投入熱水配成1 L的溶液，發(fā)生的化學反應為POCl₃+H₂O=H₃PO₄+3HCl，鹽酸是強酸，Cl^-濃度為0.03mol/L，H₃PO₄ 是中強酸，分步電離，以第一步電離為主，產(chǎn)生的PO₄^3-的濃度很小，根據(jù)Ksp（Ag₃PO₄）=1.4×10^-16，Ksp（AgCl）=1.8×10^-10，逐滴加入AgNO₃溶液，則先產(chǎn)生的沉淀是AgCl，故答案為：AgCl．

點評 本題考查氯氣的實驗室制法、PCl₃的制備、離子濃度的大小比較、沉淀溶解平衡等知識，是對學生綜合能力的考查，需要學生具備扎實的基礎與靈活運用能力，難度中等．