Question

【題目】三氯氧磷（POCl3）是重要的基礎化工原料，廣泛用于制藥、染化、塑膠助劑等行業。某興趣小組模擬PCl3直接氧化法制備POCl3，實驗裝置設計如下：

有關物質的部分性質如下表：

回答下列問題：

（1）儀器a的名稱是_____________。裝置A中發生反應的化學方程式為_______。

（2）裝置C中制備POCl3的化學方程式為________________________________。

（3）C裝置控制反應在60～65℃進行，其主要目的是_______________________。

（4）通過佛爾哈德法可以測定三氯氧磷產品中Cl元素含量，實驗步驟如下：

I.取xg產品于錐形瓶中，加入足量NaOH溶液，待完全反應后加稀硝酸至溶液顯酸性；

II.向錐形瓶中加入0.1000 mol·L－1的AgNO3溶液40.00 mL，使Cl－完全沉淀；

III.向其中加入2 mL硝基苯，用力搖動，使沉淀表面被有機物覆蓋；

IV.加入指示劑，用c mol·L－1 NH4SCN溶液滴定過量Ag+至終點，記下所用體積為VmL。

已知：Ksp(AgCl)=3.2×10－10，Ksp(AgSCN)=2×10－12

①滴定選用的指示劑是（填序號）________，滴定終點的現象為_____________。

a.酚酞 b.NH4Fe(SO4)2 c.淀粉 d.甲基橙

②Cl元素的質量分數為（列出算式）________________。

③若取消步驟III，會使步驟IV中增加一個化學反應，該反應的離子方程式為________；該反應使測定結果________（填“偏大”“偏小”或“不變”）。

Answer 1

【答案】冷凝管 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑或2H2O =2H2O+O2↑ 2PCl3+O2=2POCl3 加快反應速率，同時防止PCl3氣化，逸出損失 b 當加入最后一滴NH4SCN溶液，溶液剛好變為紅色，且紅色半分鐘內不褪色 AgCl(s)+SCN-(aq)AgSCN(s)+Cl-(aq) 偏小

【解析】

根據實驗目的及裝置圖中反應物的狀態，分析裝置的名稱及裝置中的相關反應；根據滴定實驗原理及相關數據計算樣品中元素的含量，并進行誤差分析。

（1）根據裝置圖知，儀器a的名稱是冷凝管；根據實驗原理及裝置中反應物狀態分析知，裝置A為用固體和液體制備氧氣的裝置，可以是過氧化鈉與水反應，也可能是雙氧水在二氧化錳催化下分解，化學方程式為：2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑或2H2O =2H2O+O2↑，故答案為：冷凝管；2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑或2H2O =2H2O+O2↑；

（2）裝置C中為PCl3與氧氣反應生成POCl3的反應，化學方程式為2PCl3+O2=2POCl3，故答案為：2PCl3+O2=2POCl3；

（3）通過加熱可以加快反應速率，但溫度不易太高，防止PCl3氣化，影響產量，則C裝置易控制反應在60℃65℃進行，故答案為：加快反應速率，同時防止PCl3氣化，逸出損失；

（4）①用cmolL1NH4SCN溶液滴定過量Ag+至終點，當滴定達到終點時NH4SCN過量，加NH4Fe(SO4)2作指示劑，Fe3+與SCN反應溶液會變紅色，半分鐘內不褪色，即可確定滴定終點；故答案為：b；當加入最后一滴NH4SCN溶液，溶液剛好變為紅色，且紅色半分鐘內不褪色；

②用cmol/LNH4SCN溶液滴定過量Ag+至終點，記下所用體積VmL，則過量Ag+的物質的量為Vc×103mol，與Cl反應的Ag+的物質的量為0.1000mol/L×0.04LVc×103mol＝(4Vc)×103mol，則Cl元素的質量百分含量為，故答案為：；

③已知：Ksp(AgCl)＝3.2×1010，Ksp(AgSCN)＝2×1012，則AgSCN沉淀的溶解度比AgCl小，可加入硝基苯用力搖動，使AgCl沉淀表面被有機物覆蓋，避免在滴加NH4SCN時，將AgCl沉淀轉化為AgSCN沉淀；若無此操作，NH4SCN與AgCl反應生成AgSCN沉淀，反應為：AgCl(s)+SCN-(aq)AgSCN(s)+Cl-(aq)；則滴定時消耗的NH4SCN標準液的體積偏多，即銀離子的物質的量偏大，則與氯離子反應的銀離子的物質的量偏小，所以測得的氯離子的物質的量偏小；故答案為：AgCl(s)+SCN-(aq)AgSCN(s)+Cl-(aq)；偏小。