题目

题型：不详难度：来源：

（15分）
三氯化磷（PCl₃）是一种重要的有机合成催化剂。实验室常用红磷与干燥的Cl₂制取PCl₃，装置如下图所示。

已知：红磷与少量Cl₂反应生成PCl₃，与过量Cl₂反应生成PCl₅。PCl₃遇O₂会生成POCl₃(三氯氧磷)， POCl₃溶于PCl₃，PCl₃遇水会强烈水解生成H₃PO₃和HCl。PCl₃、POCl₃的熔沸点见下表。
 

物质	熔点/℃	沸点/℃
PCl3	-112	75.5
POCl3	2	105.3

请回答：
（1）写出A中反应的离子方程式                                         。
（2）B装置中所盛试剂是      ；E中烧杯内冷水的作用是                          。
（3）实验前玻璃管之间连接需要用到橡皮管，其连接方法是：先把                     ，然后稍稍用力即可把玻璃管插入橡皮管中。
（4）检查装置气密性后，向D装置的曲颈瓶中加入红磷，打开K₃通入干燥的CO₂，一段时间后关闭K₃，加热曲颈瓶至上部有黄色升华物出现时通入氯气，反应立即进行。其中通入干燥CO₂的目的是                              。
（5）实验制得的粗产品中常含有POCl₃、PCl₅等，加入红磷加热除去PCl₅后，再通过        （填实验名称）即可得到较纯净的PCl₃。
（6）实验后关闭K₁，打开K₂，将A、B中余氯通入300ml 1mol/L的NaOH溶液中。若NaOH恰好完全反应，则吸收氯气的物质的量为（假设反应生成了NaCl 、 NaClO 和 NaClO₃等钠盐）     mol，反应中转移电子的物质的量(n)的范围是                              。

答案

（除标注外，每空2分，共15分）
(1)  MnO₂ + 4H⁺ + 2Cl^—△ Mn²⁺ + Cl₂↑+ 2H₂O （其他合理答案均计分）
(2) 浓硫酸      冷凝，便于收集产品 （合理答案均计分）
(3) 玻璃管口用水润湿（合理答案均计分）
(4) 排尽曲颈瓶中的空气，防止PCl₃与O₂等发生副反应（合理答案均计分）
(5) 蒸馏    
(6)  0.15 （1分）   0.15mol ＜  n ＜  0.25mol （无单位此次不扣分）

解析

试题分析：（1）A装置是产生氯气的装置，二氧化锰与浓盐酸加热制取氯气，离子方程式为 MnO₂ + 4H⁺ + 2Cl^—△ Mn²⁺ + Cl₂↑+ 2H₂O ，或者用高锰酸钾溶液与浓盐酸不加热制取氯气；
（2）实验室常用红磷与干燥的Cl₂制取PCl₃，所以氯气需干燥后通入C中，B中盛放浓硫酸；PCl₃的熔点较低，所以E中烧杯内冷水的作用是 冷凝，便于收集产品 ；
（3）玻璃管与橡胶管连接时，往往把胶管的一端用水浸湿，或把玻璃管口用水润湿，方便连接；
（4）因为PCl₃遇O₂会生成POCl₃，所以装置内不能存在氧气，所以通入干燥CO₂的目的排尽曲颈瓶中的空气，防止PCl₃与O₂等发生副反应生成POCl₃；
（5）由信息可知，POCl₃与PCl₃都是液体，沸点相差较大，故可以用蒸馏的方法进行分离；
（6）300ml 1mol/L的NaOH溶液中Na元素的物质的量是0.3mol，根据元素守恒，生成的NaCl 、 NaClO 和 NaClO₃等钠盐的总物质的量为0.3mol，所以需要氯气0.15mol；若只生成NaCl 、 NaClO ，则转移的电子最少为0.15mol×2×1/2=0.15mol，若只生成NaCl 、  NaClO₃，则转移的电子最多，根据得失电子守恒，NaCl 、  NaClO₃的物质的量之比是5:1，所以转移电子的物质的量为0.15mol×2×5/6=0.25mol，当三种产物都存在时转移电子的物质的量介于二者之间 0.15mol ＜  n ＜  0.25mol 。