Question

【題目】三氯化硼(BCl3)是一種重要的化工原料。實(shí)驗(yàn)室制備BCl3的原理B2O3+3C+3Cl2 =2BCl3+3CO，某實(shí)驗(yàn)小組利用干燥的氯氣和下列裝置（裝置可重復(fù)使用）制備BCl3并驗(yàn)證反應(yīng)中有CO生成。已知：BCl3的熔點(diǎn)為-107.3℃，沸點(diǎn)為12.5℃，遇水水解生成H3BO3和HCl，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（實(shí)驗(yàn)Ⅰ）制備BCl3并驗(yàn)證產(chǎn)物CO

(1)該實(shí)驗(yàn)裝置中合理的連接順序?yàn)?/span>G→_____→_____→_____→____→F→D→I。其中裝置E的作用是___________________________。

(2)裝置J中反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________________。

（實(shí)驗(yàn)Ⅱ）產(chǎn)品中氯含量的測(cè)定

①準(zhǔn)確稱取少許m克產(chǎn)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加入V1mL濃度為C1 mol/LAgNO3溶液使氯離子完全沉淀；向其中加入少許硝基苯用力搖動(dòng)。

④以硝酸鐵為指示劑，用C2 mol/L KSCN標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過(guò)量的AgNO3溶液。發(fā)生反應(yīng)：Ag+ +SCN- =AgSCN↓。

⑤重復(fù)步驟②~④二次，達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)用去KSCN溶液的平均體積為V2 mL。

已知: Ksp(AgCl)>Ksp(AgSCN) 。

(3)步驟④中達(dá)到滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象為__________________。

(4)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中加入硝基苯的目的是___________________。

(5)產(chǎn)品中氯元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_________________%。

(6)下列操作，可能引起測(cè)得產(chǎn)品中氯含量偏高是__________。

A.步驟③中未加硝基苯

B.步驟①中配制100mL溶液時(shí)，定容時(shí)俯視刻度線

C.用KSCN溶液滴定剩余AgNO3溶液時(shí)，滴定前有氣泡，滴定后無(wú)氣泡

D.滴定剩余AgNO3溶液時(shí)，KSCN溶液滴到錐形瓶外面一滴

Answer 1

【答案】E H J H 將BCl3冷凝為液態(tài)分離出來(lái) 2NaOH+Cl2 =NaCl+NaClO+H2O 覆蓋AgCl，滴入最后一滴KSCN溶液時(shí)，混合液由無(wú)色變?yōu)檠�紅色且半分鐘內(nèi)不褪色 防止滴定時(shí)AgCl沉淀轉(zhuǎn)化為AgSCN沉淀，使滴定終點(diǎn)不準(zhǔn)確 B

【解析】

Ⅰ.用氯氣與B2O3、C反應(yīng)生成三氯化硼和CO，三氯化硼的熔點(diǎn)為-107.3℃，沸點(diǎn)為12.5℃，所以收集三氯化硼要用冰水冷卻，未反應(yīng)的氯氣尾氣用氫氧化鈉吸收，三氯化硼易水解，為防止氫氧化鈉溶液中水進(jìn)入裝置E，在E和J之間接上H裝置，用于吸水，生成的CO干燥后再通過(guò)F裝置還原氧化銅，再將生成的氣體通過(guò)澄清石灰水檢驗(yàn)，可以證明原反應(yīng)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，據(jù)此答題。

II.(3)根據(jù)Fe3+、SCN-反應(yīng)產(chǎn)生血紅色物質(zhì)判斷滴定終點(diǎn)；

(4)硝基苯是液態(tài)有機(jī)物，密度比水大，可以覆蓋在AgCl上，防止AgCl發(fā)生沉淀溶解；

(5)根據(jù)n(Ag+)=n(Cl-)+n(SCN-)，可計(jì)算出溶液中10.00mL溶液中含有的n(Cl-)，然后計(jì)算mg即100mL中含有的n(Cl-)及質(zhì)量，從而計(jì)算出其質(zhì)量分?jǐn)?shù)；根據(jù)c=進(jìn)行誤差分析。

I.(1)用氯氣與B2O3、C反應(yīng)生成三氯化硼和CO，三氯化硼的熔點(diǎn)為-107.3℃，沸點(diǎn)為12.5℃，所以收集三氯化硼要用冰水冷卻，未反應(yīng)的氯氣尾氣用氫氧化鈉吸收，三氯化硼易水解，為防止氫氧化鈉溶液中水進(jìn)入裝置E，在E和J之間接上H裝置，用于吸水，生成的CO經(jīng)干燥后再通過(guò)F裝置還原氧化銅，再將生成的氣體通過(guò)澄清石灰水檢驗(yàn)，可以證明原反應(yīng)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，據(jù)上面的分析可知，依次連接的合理順序?yàn)?/span>G→E→H→J→H→F→D→I，故答案為：E、H、J、H；反應(yīng)產(chǎn)生的BCl3為氣態(tài)，用冰水冷卻降溫變?yōu)橐簯B(tài)，便于與未反應(yīng)的氯氣分離開來(lái)，所以其中裝置E的作用是將BCl3冷凝為液態(tài)分離出來(lái)；

(2)中裝置J中Cl2與NaOH溶液發(fā)生歧化反應(yīng)，產(chǎn)生NaCl、NaClO、H2O，根據(jù)電子守恒、原子守恒，可得該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaOH+Cl2 =NaCl+NaClO+H2O；

II.(3)向該物質(zhì)中加入AgNO3溶液，發(fā)生反應(yīng)：Ag++Cl-=AgCl↓，為了使溶液中的Cl-沉淀完全，加入過(guò)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/L KSCN標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過(guò)量的AgNO3溶液。會(huì)發(fā)生反應(yīng)：Ag+ +SCN- =AgSCN↓，溶液變?yōu)檠�紅色，所以滴定終點(diǎn)現(xiàn)象為滴入最后一滴KSCN溶液時(shí)，混合液由無(wú)色變?yōu)檠�紅色且半分鐘內(nèi)不褪色；

(4)硝基苯是液態(tài)有機(jī)物，密度比水大，加入硝基苯就可以覆蓋在反應(yīng)產(chǎn)生AgCl沉淀上，防止滴定時(shí)AgCl沉淀轉(zhuǎn)化為AgSCN沉淀，使滴定終點(diǎn)不準(zhǔn)確；

(5)根據(jù)離子反應(yīng)可知n(Ag+)=n(Cl-)+n(SCN-)，則10.00mL中含有n(Cl-)=n(Ag+)-n(SCN-)=C1 mol/L×V1×10-3L/mL –C2mol/L×V2 mL×10-3L/mL=(C1V1-C2V2)×10-3mol；則mg中含有Cl-元素的質(zhì)量為m= (C1V1-C2V2)×10-3mol××35.5g/mol，則產(chǎn)品中氯元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為=；

A.步驟③中未加硝基苯，會(huì)使一部分AgCl轉(zhuǎn)化為AgSCN，導(dǎo)致n(SCN-)增大，根據(jù)關(guān)系式n(Ag+)=n(Cl-)+n(SCN-)可知樣品中含有n(Cl-)偏小，A錯(cuò)誤；

B.步驟①中配制100mL溶液時(shí)，定容時(shí)俯視刻度線，則使c(Cl-)偏大，等體積時(shí)含有的n(Cl-)偏大，B正確；

C.用KSCN溶液滴定剩余AgNO3溶液時(shí)，滴定前有氣泡，滴定后無(wú)氣泡，V(標(biāo))偏大，則導(dǎo)致樣品在Cl-含量偏低，C錯(cuò)誤；

D.滴定剩余AgNO3溶液時(shí)，KSCN溶液滴到錐形瓶外面一滴，V(標(biāo))偏大，則導(dǎo)致樣品在Cl-含量偏低，D錯(cuò)誤；

故合理選項(xiàng)是B。