Question

【題目】三氯化硼(BCl3)是一種重要的化工原料，實驗室制備BCl3的原理為:

B2O3+3C+3Cl2 2BCl3+3CO。某實驗小組利用干燥的氯氣和下列裝置（裝置可重復使用）制備BCl3并驗證反應中有CO生成。（已知：BCl3極易水解，其熔點為-107.3℃，沸點為12.5℃）請回答下列問題：

實驗Ⅰ：制備BCl3并驗證產物CO

（1）該實驗裝置中合理的連接順序為G→___→___→____→____→F→D→I。____________

（2）BCl3接觸潮濕空氣時，發生反應的化學方程式為________________。

（3）能證明反應中有CO生成的現象是_______________________________________。

實驗Ⅱ：產品中氯含量的測定

①準確稱取少許m克產品，置于蒸餾水中完全水解，并配成100mL溶液。

②取10.00mL溶液于錐形瓶中。

③向其中加入V1mL C1 mol/L 的AgNO3溶液使氯離子完全沉淀。然后向其中加入少許硝基苯用力振蕩。

④向錐形瓶中逐滴加入C2 mol/L KSCN標準溶液滴定過量的AgNO3溶液。

重復步驟②~④二次，達到滴定終點時用去KSCN溶液的平均體積為V2mL。

已知：Ksp(AgCl)>Ksp(AgSCN)。

（4）步驟②移取溶液時所需儀器名稱為____，步驟④加入的指示劑為________，（寫化學式），達到終點時的現象為_____________________________________________。

（5）產品中氯元素的質量分數為_______。

（6）下列操作，可能引起測得產品中氯含量偏高是_____。

A．步驟③中未加入硝基苯

B．步驟①中配制100mL溶液時，定容時俯視刻度線

C．用KSCN溶液滴定剩余AgNO3溶液時，滴定前有氣泡，滴定后無氣泡

D. 滴定剩余AgNO3溶液時，KSCN溶液滴到錐形瓶外面一滴

Answer 1

【答案】EHJH BCl3+3H2O=H3BO3+3HCl 澄清石灰水變渾濁且F中黑色固體變成紅色 酸式滴定管或移液管 Fe(NO3)3 滴入最后一滴KSCN溶液時，溶液由無色變為血紅色且在半分鐘內不褪色 B

【解析】

實驗Ⅰ、由反應的化學方程式可知氯氣與B2O3、C共熱反應生成三氯化硼和CO，因三氯化硼的熔點為-107.3℃，沸點為12.5℃，則收集三氯化硼要用冰水冷卻，未反應的氯氣尾氣用氫氧化鈉吸收，由題給信息可知三氯化硼易水解，為防止氫氧化鈉溶液中水蒸氣進入裝置E，在E和J之間接上H干燥裝置，用于吸收水蒸氣，生成的CO經干燥后再通過F裝置還原氧化銅，再將生成的氣體通過澄清石灰水檢驗，可以證明原反應中有一氧化碳生成，多余的CO不能排放到空氣中，要用排水法收集；

實驗Ⅱ、實驗Ⅱ的實驗原理為向配制的產品溶液中加入AgNO3溶液，發生反應Ag+ +Cl—=AgCl↓，為了使溶液中的Cl—沉淀完全，應加入過量的AgNO3溶液，然后以硝酸鐵為指示劑，若溶液中Cl—沉淀完全，用C2 mol/LKSCN標準溶液滴定過量的AgNO3溶液，會發生反應Ag++SCN—=AgSCN↓，若KSCN標準溶液過量，KSCN溶液與硝酸鐵溶液反應生成紅色硫氰合鐵溶液。

（1）由反應的化學方程式可知氯氣與B2O3、C共熱反應生成三氯化硼和CO，因三氯化硼的熔點為-107.3℃，沸點為12.5℃，則收集三氯化硼要用冰水冷卻，未反應的氯氣尾氣用氫氧化鈉吸收，由題給信息可知三氯化硼易水解，為防止氫氧化鈉溶液中水蒸氣進入裝置E，在E和J之間接上H干燥裝置，用于吸收水蒸氣，生成的CO經干燥后再通過F裝置還原氧化銅，再將生成的氣體通過澄清石灰水檢驗，可以證明原反應中有一氧化碳生成，多余的CO不能排放到空氣中，要用排水法收集，則依次連接的合理順序為G→E→H→J→H→F→D→I，故答案為：G、E、H、J、H；

（2）三氯化硼水解生成HCl和硼酸，反應的化學方程式BC13+3H2O=H3BO3+3HC1，故答案為：BC13+3H2O=H3BO3+3HC1；

（3）根據實驗的原理可知，生成的CO能將黑色的氧化銅還原為紅色的銅，同時產生能使澄清石灰水變渾的氣體，所以能證明反應中有CO生成的現象是裝置F中黑色粉末變為紅色，裝置D中澄清石灰水變渾濁，故答案為：澄清石灰水變渾濁且F中黑色固體變成紅色；

（4）步驟②取用10.00mL溶液應選用精量器，可以選擇酸式滴定管或移液管；實驗Ⅱ的實驗原理為向配制的產品溶液中加入AgNO3溶液，發生反應Ag+ +Cl—=AgCl↓，為了使溶液中的Cl—沉淀完全，應加入過量的AgNO3溶液，然后以硝酸鐵為指示劑，若溶液中Cl—沉淀完全，用C2 mol/LKSCN標準溶液滴定過量的AgNO3溶液，會發生反應Ag++SCN—=AgSCN↓，若KSCN標準溶液過量，KSCN溶液與硝酸鐵溶液反應生成紅色硫氰合鐵溶液，溶液變為血紅色，則滴定終點現象為滴入最后一滴KSCN溶液時，溶液由無色變為血紅色且半分鐘內不褪色，故答案為：酸式滴定管或移液管；Fe(NO3)3；滴入最后一滴KSCN溶液時，溶液由無色變為血紅色且在半分鐘內不褪色；

（5）由題意可知n（Cl—）= n（Ag+）—n（SCN—）=（C1V1—C2V2）×10—3mol，則產品中氯元素的質量分數為×100%=，故答案為：；

（6）A、步驟③中未加硝基苯，會使-部分AgCl轉化為AgSCN，導致n(SCN—)增大,根據關系式n（Cl—）= n（Ag+）—n（SCN—）可知，樣品中含有n（Cl—）偏小，產品中氯含量偏低，故錯誤；

B、步驟①中配制100mL溶液時，定容時俯視刻度線會使c（Cl—）偏大，等體積時含有的n（Cl—）偏大，產品中氯含量偏高，故正確；

C、用KSCN溶液滴定剩余AgNO3溶液時，滴定前有氣泡，滴定后無氣泡，V(標)偏大，導致樣品中n（Cl—）偏小，產品中氯含量偏低，故錯誤；

D、滴定剩余AgNO3溶液時，KSCN溶液滴到錐形瓶外面一滴，V(標)偏大，導致樣品中n（Cl—）偏小，產品中氯含量偏低，故錯誤；

B正確，故答案為：B。