Question

【題目】POC13是重要的化工原料，某興趣小組準備用三氯化磷、氯氣、二氧化硫制備POC13，產物中還有一種遇水強烈水解的物質SOC12。

已知：PC13熔點－93.6℃、沸點76.1℃，遇水強烈水解，易與氧氣反應；POC13遇水強烈水解，能溶于PC13.

(1)儀器甲的名稱是________________。

(2)已知裝置B制備POC13，以上儀器接口連接的順序為a____d，裝置B中發生反應的化學方程式為_________________________。

(3)B中反應溫度控制在60～65℃，其原因是__________________________。

(4)用佛爾哈德法測定POC13含量：準確稱取20.20g POC13產品，置于盛有60.00mL蒸餾水的水解瓶中搖動至完全水解；將水解液配成100.00mL溶液，取10.00mL溶液于錐形瓶中；加入10.00mL 3.200mol·L-1AgNO3標準溶液，并加入少許硝基苯用力搖動，使沉淀表面被有機物覆蓋；加入指示劑，用0.2000mol·L-1KSCN溶液滴定過量的AgNO3溶液，達到滴定終點時共用去10.00mL KSCN溶液。

（已知：KSP(AgC1)=3.2×10-10，KSP(AgSCN)=2×10-12）

①POC13水解的化學反應方程式為______________________________。

②滴定選用的指示劑是__________(選填字母)，滴定終點的現象為__________。

a．FeC12 b．NH4Fe(SO4)2 c．淀粉 d．甲基橙

③用硝基苯覆蓋沉淀的目的是___________________________________。

④產品中POC13的百分含量為____________。

Answer 1

【答案】球形冷凝管 jiefbcgh PCl3+Cl2+SO2POCl3+SOCl2 溫度太高，PCl3、SO2會大量揮發，導致產量降低；溫度太低，反應速率會變慢 POC13+3H2O=H3PO4+3HCl b 當最后一滴標準KSCN溶液滴入時，溶液變為紅色，且半分鐘不褪去 防止在滴加KSCN時將AgCl沉淀轉化為AgSCN沉淀 75.99%或76%

【解析】

本題以POC13的制備為載體，考查Cl2、SO2的實驗室制備、實驗條件的控制，返滴定法測定POC13的含量。由于PC13、POC13、SOCl2遇水強烈水解，所以用干燥得Cl2、SO2與PC13反應制備POC13，則裝置ABCDEF的主要作用依次是制備Cl2、制備POC13、制備SO2、干燥Cl2、、干燥SO2、除Cl2中的HCl氣體，據此答題。

（1）根據儀器的結構和性能可知儀器甲的名稱為球形冷凝管，故答案為：球形冷凝管。

（2）裝置A制得的氯氣中混有揮發的HCl和水蒸氣，需要經過F裝置內的飽和食鹽水除去HCl、再利用D裝置內的濃硫酸干燥，然后才可通入裝置B中，裝置C中制得的SO2，需要通過E中P2O5或硅膠干燥后再通入裝置B中制備POCl3，則以上儀器接口連接的順序為a→j→i→e→f→b—c←g←h←d，裝置B中生成POCl時發生反應的化學方程式為PCl3+Cl2+SO2POCl3+SOCl2，

故答案為：jiefbcgh，PCl3+Cl2+SO2POCl3+SOCl2。

（3）B中反應溫度控制在60～65℃，其原因是：溫度太低，反應速率會太慢；溫度太高，PCl3、SO2會大量揮發（PCl3的沸點為76.1℃），從而導致產量降低。

故答案為：溫度太高，PCl3、SO2會大量揮發，導致產量降低；溫度太低，反應速率會變慢。

（4）①POC13水解生成磷酸和氯化氫，水解的反應方程式為POC13+3H2O=H3PO4+3HCl，

故答案為：POC13+3H2O=H3PO4+3HCl。

②以Fe3+為指示劑，當KSCN將過量的Ag+完全沉淀時，在滴入一滴KSCN溶液與Fe3+作用，溶液變紅色，所以滴定選用的指示劑是NH4Fe(SO4)2，滴定終點的現象為：當最后一滴標準KSCN溶液滴入時，溶液變為紅色，且半分鐘不褪去，

故答案為：b，當最后一滴標準KSCN溶液滴入時，溶液變為紅色，且半分鐘不褪去。

③硝基苯是難溶于水且密度大于水的液體，用硝基苯覆蓋沉淀的目的是：使生成的沉淀與溶液隔離，避免滴定過程中SCN-與AgCl沉淀反應轉化為AgSCN沉淀，

故答案為：防止在滴加KSCN時將AgCl沉淀轉化為AgSCN沉淀。

④n（AgNO3）過量=n（KSCN）=0.2000mol·L-1×0.01L=0.002mol，沉淀10.00mL溶液中的Cl-消耗的AgNO3物質的量為3.200mol·L-1×0.01L-0.002mol=0.03mol，根據Ag++Cl-=AgCl↓和Cl-守恒，樣品中n（POC13）=0.03mol/3×100.00mL/10.00mL=0.1mol，m（POC13）=0.1mol×153.5g/mol=15.35g，產品中POC13的百分含量為15.35g/20.20g×100%=75.99%，

故答案為：75.99%或76%。