Question

（15分）
三氯化磷（PCl₃）是一種重要的有機合成催化劑。實驗室常用紅磷與干燥的Cl₂制取PCl₃，裝置如下圖所示。

已知：紅磷與少量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溶于PCl₃，PCl₃遇水會強烈水解生成H₃PO₃和HCl。PCl₃、POCl₃的熔沸點見下表。
 

物質	熔點/℃	沸點/℃
PCl3	-112	75.5
POCl3	2	105.3

請回答：
（1）寫出A中反應的離子方程式                                         。
（2）B裝置中所盛試劑是      ；E中燒杯內冷水的作用是                          。
（3）實驗前玻璃管之間連接需要用到橡皮管，其連接方法是：先把                     ，然后稍稍用力即可把玻璃管插入橡皮管中。
（4）檢查裝置氣密性后，向D裝置的曲頸瓶中加入紅磷，打開K₃通入干燥的CO₂，一段時間后關閉K₃，加熱曲頸瓶至上部有黃色升華物出現時通入氯氣，反應立即進行。其中通入干燥CO₂的目的是                              。
（5）實驗制得的粗產品中常含有POCl₃、PCl₅等，加入紅磷加熱除去PCl₅后，再通過        （填實驗名稱）即可得到較純凈的PCl₃。
（6）實驗后關閉K₁，打開K₂，將A、B中余氯通入300ml 1mol/L的NaOH溶液中。若NaOH恰好完全反應，則吸收氯氣的物質的量為（假設反應生成了NaCl 、 NaClO 和 NaClO₃等鈉鹽）     mol，反應中轉移電子的物質的量(n)的范圍是                              。

Answer 1

（除標注外，每空2分，共15分）
(1)  MnO₂ + 4H⁺ + 2Cl^—△ Mn²⁺ + Cl₂↑+ 2H₂O （其他合理答案均計分）
(2) 濃硫酸      冷凝，便于收集產品 （合理答案均計分）
(3) 玻璃管口用水潤濕（合理答案均計分）
(4) 排盡曲頸瓶中的空氣，防止PCl₃與O₂等發生副反應（合理答案均計分）
(5) 蒸餾    
(6)  0.15 （1分）   0.15mol ＜  n ＜  0.25mol （無單位此次不扣分）

解析試題分析：（1）A裝置是產生氯氣的裝置，二氧化錳與濃鹽酸加熱制取氯氣，離子方程式為 MnO₂ + 4H⁺ + 2Cl^—△ Mn²⁺ + Cl₂↑+ 2H₂O ，或者用高錳酸鉀溶液與濃鹽酸不加熱制取氯氣；
（2）實驗室常用紅磷與干燥的Cl₂制取PCl₃，所以氯氣需干燥后通入C中，B中盛放濃硫酸；PCl₃的熔點較低，所以E中燒杯內冷水的作用是 冷凝，便于收集產品 ；
（3）玻璃管與橡膠管連接時，往往把膠管的一端用水浸濕，或把玻璃管口用水潤濕，方便連接；
（4）因為PCl₃遇O₂會生成POCl₃，所以裝置內不能存在氧氣，所以通入干燥CO₂的目的排盡曲頸瓶中的空氣，防止PCl₃與O₂等發生副反應生成POCl₃；
（5）由信息可知，POCl₃與PCl₃都是液體，沸點相差較大，故可以用蒸餾的方法進行分離；
（6）300ml 1mol/L的NaOH溶液中Na元素的物質的量是0.3mol，根據元素守恒，生成的NaCl 、 NaClO 和 NaClO₃等鈉鹽的總物質的量為0.3mol，所以需要氯氣0.15mol；若只生成NaCl 、 NaClO ，則轉移的電子最少為0.15mol×2×1/2=0.15mol，若只生成NaCl 、  NaClO₃，則轉移的電子最多，根據得失電子守恒，NaCl 、  NaClO₃的物質的量之比是5:1，所以轉移電子的物質的量為0.15mol×2×5/6=0.25mol，當三種產物都存在時轉移電子的物質的量介于二者之間 0.15mol ＜  n ＜  0.25mol 。
考點：考查物質制備實驗，裝置的判斷，理解題目所給信息的能力，氧化還原反應的計算