Question

【题目】POCl3是重要的基础化工原料，广泛用于制药、染料、表面活性剂等行业。一种制备POCl3的原理为：PCl3+Cl2+SO2=POCl3+SOCl2。某化学学习小组拟利用如下装置在实验室模拟制备POCl3。有关物质的部分性质如下：

物质	熔点/℃	沸点/℃	密度/g·mL-1	其它
PCl3	-93.6	76.1	1.574	遇水强烈水解，易与氧气反应
POCl3	1.25	105.8	1.645	遇水强烈水解，能溶于PCl3
SOCl2	-105	78.8	1.638	遇水强烈水解，加热易分解

（1）仪器甲的名称为______________，与自来水进水管连接的接口编号是________________。(填“a”或“b”)。

（2）装置C的作用是___________________，乙中试剂的名称为____________________。

（3）该装置有一处缺陷，解决的方法是在现有装置中再添加一个装置，该装置中应装入的试剂为_________(写名称)。若无该装置，则可能会有什么后果?请用化学方程式进行说明__________________________。

（4）D中反应温度控制在60-65℃，其原因是_______________。

（5）测定POCl3含量。①准确称取30.70gPOCl3产品，置于盛有60.00mL蒸馏水的水解瓶中摇动至完全水解；②将水解液配成100.00mL溶液，取10.00mL溶液于锥形瓶中；③加入10.00mL3.200mol/LAgNO3标准溶液，并加入少许硝基苯用力摇动，使沉淀表面被有机物覆盖；④以Fe3+为指示剂，用0.2000mol/LKSCN溶液滴定过量的AgNO3溶液，达到滴定终点时共用去10.00mLKSCN溶液。

①滴定终点的现象为____________________，用硝基苯覆盖沉淀的目的是__________________。

②反应中POCl3的百分含量为__________________。

Answer 1

【答案】 球形冷凝管 a 干燥Cl2，同时作安全瓶，防止堵塞 五氧化二磷(或硅胶) 碱石灰 POCl3+3H2O=H3PO4+3HCl, SOCl2+H2O=SO2+2HCl 一是温度过高，PCl3会大量挥发，从而导致产量降低；二是温度过低，反应速率会变慢 当最后一滴标准KSCN溶液滴入时，溶液变为红色，且半分钟不褪去 使生成的沉淀与溶液隔离，避免滴定过程中SCN-与AgCl反应 50%

【解析】分析：本题以POCl3的制备为载体，考查Cl2、SO2的实验室制备、实验条件的控制、返滴定法测定POCl3的含量。由于PCl3、POCl3、SOCl2遇水强烈水解，所以用干燥的Cl2、SO2与PCl3反应制备POCl3，则装置A、B、C、D、E、F的主要作用依次是：制备Cl2、除Cl2中的HCl（g）、干燥Cl2、制备POCl3、干燥SO2、制备SO2；为防止POCl3、SOCl2水解和吸收尾气，D装置后连接盛碱石灰的干燥管。返滴定法测定POCl3含量的原理：POCl3+3H2O=H3PO4+3HCl、AgNO3+HCl=AgCl↓+HNO3，用KSCN滴定过量的AgNO3，发生的反应为KSCN+AgNO3=AgSCN↓+KNO3，由消耗的KSCN计算过量的AgNO3，加入的总AgNO3减去过量的AgNO3得到与Cl-反应的AgNO3，根据Ag++Cl-=AgCl↓和Cl守恒计算POCl3的含量。

详解：（1）根据仪器甲的构造特点，仪器甲的名称为球形冷凝管。为了更充分的冷凝蒸气，冷凝管中的水应下进上出，与自来水进水管连接的接口的编号为a。

（2）由于PCl3、POCl3、SOCl2遇水强烈水解，所以制备POCl3的Cl2和SO2都必须是干燥的。根据装置图和制备POCl3的原理，装置A用于制备Cl2，装置B用于除去Cl2中HCl（g），装置C用于干燥Cl2，装置F用于制备SO2，装置E用于干燥SO2，装置D制备POCl3；装置C的作用是干燥Cl2，装置C中有长直玻璃管，装置C的作用还有作安全瓶，防止堵塞。乙中试剂用于干燥SO2，SO2属于酸性氧化物，乙中试剂为五氧化二磷（或硅胶）。

（3）由于SO2、Cl2有毒，污染大气，最后要有尾气吸收装置；POCl3、SOCl2遇水强烈水解，在制备POCl3的装置后要连接干燥装置（防外界空气中H2O（g）进入装置D中），该装置缺陷的解决方法是在装置D的球形冷凝管后连接一个既能吸收SO2、Cl2又能吸收H2O（g）的装置，该装置中应装入的试剂是碱石灰。若没有该装置，POCl3、SOCl2发生强烈水解，反应的化学方程式为POCl3+3H2O=H3PO4+3HCl、SOCl2+H2O=SO2+2HCl。

（4）D中反应温度控制在60~65℃，其原因是：温度太低，反应速率太慢；温度太高，PCl3会大量挥发（PCl3的沸点为76.1℃），从而导致产量降低。

（5）①以Fe3+为指示剂，当KSCN将过量的Ag+完全沉淀时，再滴入一滴KSCN溶液与Fe3+作用，溶液变红色，滴定终点的现象为：当最后一滴标准KSCN溶液滴入时，溶液变为红色，且半分钟不褪去。硝基苯是难溶于水且密度大于水的液体，用硝基苯覆盖沉淀的目的是：使生成的沉淀与溶液隔离，避免滴定过程中SCN-与AgCl反应。

②n（AgNO3）过量=n（KSCN）=0.2000mol/L0.01L=0.002mol，沉淀10.00mL溶液中Cl-消耗的AgNO3物质的量为3.200mol/L0.01L-0.002mol=0.03mol，根据Ag++Cl-=AgCl↓和Cl守恒，样品中n（POCl3）==0.1mol，m（POCl3）=0.1mol153.5g/mol=15.35g，POCl3的百分含量为100%=5%。