Question

【題目】I磷酸氯喹是治療新型肺炎的潛力藥。磷酸是合成該藥的初級原料之一，沸點高，難揮發。化學興趣小組設計了合成磷酸的流程如圖。

回答下列問題

(1)將一定了的紅磷與氯氣置于容積為2L的恒溫恒容(溫度，體積均不變)反應器中制取A，各物質的物質的量與時間關系如圖

①前10s消耗的氯氣為________mol,該反應的化學方程式為_________（A用化學式表示)

②前10s的平均反應速率v(Cl2)=________

(2)將A加入熱水中，生成兩種酸。一種為磷酸，反應過程各元素化合價不變。

①另一種是酸C是________(寫名稱)

②A與熱水反應的化學方程式為________

II(1)將反應Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2設計成原電池，完成該原電池的裝置示意圖，并作相應標注(標明正負極材料及電解質溶液的名稱，電子移動方向、離子移動方向)________

(2)該裝置中負極的電極方程式為________。

(3)若在反應過程中電極減輕3.2g，則在導線中通過電子_____________mol。

Answer 1

【答案】10mol 2P+5Cl2=2PCl5 0.5mol/(Ls) 鹽酸 2PCl5+8H2O2H3PO4+10HCl Cu-2e-=Cu2+ 0.1

【解析】

I．紅磷與氯氣發生反應生成五氯化磷，發生反應為2P+5Cl2=2PCl5，則A為PCl5，向PCl5中加水反應生成鹽酸和磷酸，發生的反應為：2PCl5+8H2O=2H3PO4+10HCl，則B為鹽酸和磷酸的混酸，將混酸進行分離提純得到磷酸和鹽酸，則C為鹽酸，據此分析解答；

II．該原電池反應中，Cu元素化合價由0價變為+2價，化合價升高，發生氧化反應，則銅作負極，因此正極材料應為惰性電極(碳棒、Pt等)，電解質溶液應使用FeCl3溶液，電子從負極沿導線流向正極，電流與電子流向相反，據此分析解答。

I．(1)①根據圖示，前10s氯氣由12mol變為2mol，則消耗的氯氣為12mol-2mol=10mol，結合圖示，10s時，P的物質的量變為0，即P完全反應，氯氣過量，該反應不是可逆反應，根據分析，該反應的化學方程式為：2P+5Cl2=2PCl5；

②根據①中分析，前10s消耗的氯氣物質的量為10mol，平均反應速率v(Cl2)== 0.5mol/(Ls)；

(2)①根據分析，另一種是酸C是鹽酸；

②根據分析，A與熱水反應生成鹽酸和磷酸，則化學方程式為2PCl5+8H2O2H3PO4+10HCl；

II．(1)根據反應Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2，該原電池反應中，Cu元素化合價由0價變為+2價，化合價升高，發生氧化反應，則銅作負極，因此正極材料應為惰性電極(碳棒、Pt等)，電解質溶液應使用FeCl3溶液，電子從負極沿導線流向正極，正極電極反應為Fe3++e-= Fe2+，負極電極反應為：Cu-2e-=Cu2+，原電池中陽離子向正極移動，陰離子向負極移動，該裝置圖為：

；

(2)根據(1)中分析可得，負極的電極方程式為Cu-2e-=Cu2+；

(3)根據(1)中分析可得，該原電池正極電極反應為Fe3++e-= Fe2+，負極電極反應為：Cu-2e-=Cu2+，即質量減輕的電極為銅電極，若在反應過程中電極減輕3.2g，即銅的減少的物質的量為=0.05mol，則在導線中通過電子2×0.05mol=0.1mol。