题目内容
【题目】三氯氧磷(POCl3)常用作半导体掺杂剂及光导纤维原料,实验室制备POCl3并测定产品含量的实验过程如下：
Ⅰ．制备POCl3。
采用氧气氧化液态PCl3法制取POCl3,实验装置(加热及夹持仪器略)如图所示：
已知：①Ag++SCN-=AgSCN↓;Ksp(AgCl)>Ksp(AgSCN);磷酸银溶于硝酸。
②PCl3和POCl3的相关信息如下表：
物质 | 熔点/℃ | 沸点/℃ | 相对分子质量 | 其他 |
PCl3 | -112.0 | 76.0 | 137.5 | 两者互溶,均为无色液体,遇水均剧烈反应生成含氧酸和氯化氢 |
POCl3 | 2.0 | 106.0 | 153.5 |
(1)POCl3遇水反应的化学方程式为_________________________________________。
(2)装置B的作用除干燥O2外,还有_________________________________________。干燥管的作用是_______________。
(3)反应温度要控制在60~65℃,原因是_____________________________________________。
Ⅱ．测定POCl3产品的含量。
实验步骤：
①制备POCl3实验结束后，待三颈烧瓶中的液体冷却至室温，准确称取30.7gPOCl3产品,置于盛有60.00mL蒸馏水的水解瓶中摇动至完全水解,将水解液配成100.00mL溶液。
②取10.00mL溶液于锥形瓶中,加入10.00mL3.2mol/LAgNO3标准溶液。
③加入少许硝基苯用力摇动，使沉淀表面被有机物覆盖。
④以X为指示剂,用0.2mol/LKSCN溶液漓定过量的AgNO3溶液，达到滴定终点时共用去10.00mLKSCN溶液。
(4)步骤③中加入硝基苯的作用是___________________________________________。若无此操作,所测产品中氯元素的质量分数将会__________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
(5)步骤④中X为__________,产品中POCl3的质量分数为____________。
【答案】 POCl3+3H2O=H3PO4+3HCl 平衡压强、观察O2的流速 防止空中的水蒸气进入三颈烧瓶 温度过低，反应速率太慢;温度过高,PCl3易挥发,利用率低 防止在滴加KSCN溶液时,将AgCl沉淀转化为AgSCN沉淀 偏小 Fe(NO3)3 50%
【解析】Ⅰ．(1)POCl3遇水会发生反应，根据原子守恒可知反应的方程式为: POCl3+3H2O=H3PO4+3HCl，答案为：POCl3+3H2O=H3PO4+3HCl
(2)B装置导管和大气相连，则B还有平衡压强、观察O2的流速的作用；POCl3遇水会发生反应，干燥管可以防止空中的水蒸气进入三颈烧瓶与POCl3发生反应。答案为：平衡压强、观察O2的流速；防止空中的水蒸气进入三颈烧瓶
（3）PCl3的沸点为76.0℃，若温度过低，反应速率太慢；温度过高，PCl3易挥发,导致PCl3的利用率低，所以反应温度要控制在60～65℃；答案为：温度过低，反应速率太慢;温度过高,PCl3易挥发,利用率低
Ⅱ．(4) 实验过程中加入硝基苯的目的是覆盖氯化银，防止沉淀转化生成AgSCN沉淀而导致数据不准确。如无此操作，部分AgCl沉淀会转化为Ag+，使所测Cl元素含量将会偏小；答案为：防止在滴加KSCN溶液时,将AgCl沉淀转化为AgSCN沉淀、偏小
（5）由于是用KSCN溶液滴定溶液中过量的Ag+，而Fe（SCN）3 溶液是血红色溶液，所以可用含有Fe3+的Fe(NO3)3溶液作指示剂，当溶液中Ag+反应完全后，再滴加的KSCN溶液就会与溶液中的Fe3+作用，使溶液变为血红色；根据物质的元素组成及关系式可知POCl3～3HCl～3Ag+，n(Ag+)=0.032mol-0.002mol=0.03mol，n(POCl3)=0.01mol，所以三氯氧磷的含量为
答案为：Fe(NO3)3 、50%
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【题目】O2、O3、N2、N4是氧和氮元素的几种单质。回答下列问题：
（1）O原子中价电子占据的轨道数目为__________________。
（2）第一电离能I1：N____O(填“>”或“<”),第二电离能I2：O大于N的原因是__________________。
（3）O3的空间构型为_________________；是_____________(填“极性”或“非极性”)分子；分子中存在的大π键，可用符号
表示，其中m表示形成的大π键的原子数，n表示形成的大π键的电子数，则O3中大π键应表示为_______________________。
（4）N元素的简单气态氢化物NH3在H2O中溶解度很大，其原因之一是NH3和H2O可以形成分子间氢键，则在氨水中氢键可以表示为H3N…H-N、___________、____________ （任写两种即可）。
（5）已知：如下键能和键长数目。
化学键 | 键长/pm | 键能/ |
N-N | 145 | 193 |
N=N | 125 | 418 |
N | 110 | 946 |
N2和N4都是N元素的单质，其中N4是正面体构型，N原子占据四面体的四个顶点，从键参数角度分析N4分子稳定性远小于N2原因是________________________________________。
（6）Na2O的晶胞结构如下图所示，X表示O2-，Y表示Na+，则O2-的配位数为_______________，该晶胞的原子空间利用率为_______________；(已知该晶胞的棱长为apm，r(Na+)=xpm，r(O2-)=ypm)。
【题目】铋(Bi)与氮同族，氯氧化铋(BiOCl)广泛用于彩釉调料、塑料助剂、油漆调色、生产金属铋等。一种以用火法炼铜过程产生的铜转炉烟尘(除含铋的化合物之外,还有CuSO4、ZnSO4、CuS、Fe2O3、PbSO4及As2O3)制备高纯氯氧化铋的工艺流程如下：
请回答：
(1)BiOCl中Bi元素的化合价为__________。
(2)向“酸浸”所得“浸液1”中加入Zn粉，主要目的是__________________________。
(3)“浸铜”时,有单质硫生成，其反应的离子方程式为____________________________。
(4)“浸铋”时,温度升高，铋的浸出率降低，其原因为____________________________。
(5)“沉铋”时需控制溶液的pH=3.0,此时BiCl3发生反应的化学方程式为__________。
(6)“除铅、砷”时,可以采用以下两种方法：
①加入改性羟基磷灰石固体(HAP)：浸液2与HAP的液固比(L/S)与铅、砷去除率以及后续沉铋量的关系如下表：
L/S | 125∶1 | 50∶1 | 25∶1 | 15∶1 |
Pb2+去除率/% | 84.86 | 94.15 | 95.40 | 96.83 |
As3+去除率/% | 98.79 | 98.92 | 98.34 | 99.05 |
m(沉铋)/g | 2.34 | 2.33 | 2.05 | 1.98 |
实验中应采用的L/S=__________。
②铁盐氧化法：向浸液2中加入Fe2(SO4)3,并调节pH,生成FeAsO4沉淀。当溶液中c(AsO43-)=1×10-9mol/L,且不产生Fe(OH)3沉淀,此时溶液的pH为__________。(已知：1g2=0.3;FeAsO4、Fe(OH)3的Ksp分别为5×10-21、4×10-38。)
