题目内容

4.三氯氧磷(化学式:POCl3)常用作半导体掺杂剂及光导纤维原料.氯化水解法生产三氯氧磷的流程如下:

(1)氯化水解法生产三氯氧磷的化学方程式为PCl3+H2O+Cl2=POCl3+2HCl.
(2)通过佛尔哈德法可以测定三氯氧磷产品中Cl元素含量,实验步骤如下:
Ⅰ.取a g产品于锥形瓶中,加入足量NaOH溶液,待完全水解后加稀硝酸至酸性.
Ⅱ.向锥形瓶中加入0.1000mol•L-1的AgNO3溶液40.00mL,使Cl-完全沉淀.
Ⅲ.向其中加入2mL硝基苯,用力摇动,使沉淀表面被有机物覆盖.
Ⅳ.加入指示剂,用c mol•L-1NH4SCN溶液滴定过量Ag+至终点,记下所用体积.
已知:Ksp(AgCl)=3.2×10-10,Ksp(AgSCN)=2×10-12
①滴定选用的指示剂是b(选填字母),滴定终点的现象为溶液变为红色,而且半分钟内不褪色.
a.FeCl2      b.NH4Fe(SO4)2      c.淀粉       d.甲基橙
②实验过程中加入硝基苯的目的是防止在滴加NH4SCN时,将AgCl沉淀转化为AgSCN沉淀,如无此操作所测Cl元素含量将会偏小(填“偏大”、“偏小”或“不变”)
(3)氯化水解法生产三氯氧磷会产生含磷(主要为H3PO4、H3PO3等)废水.在废水中先加入适量漂白粉,再加入生石灰调节pH将磷元素转化为磷酸的钙盐沉淀并回收.
①在沉淀前先加入适量漂白粉的作用是将废水中的H3PO3氧化为PO43-,使其加入生石灰后转化为磷酸的钙盐.
②图是不同条件对磷的沉淀回收率的影响图象.

处理该厂废水最合适的工艺条件为bc(选填字母).
a.调节pH=9b.调节pH=10c.反应时间30min    d.反应时间120min
③若处理后的废水中c(PO43-)=4×10-7mol•L-1,溶液中c(Ca2+)=5×10-6mol•L-1.(已知Ksp[Ca3(PO4)2]=2×10-29)

分析 (1)氯化水解法产物是三氯氧磷和盐酸,结合原子守恒分析;
(2)①当滴定达到终点时NH4SCN过量,Fe3+与SCN-反应溶液变红色,半分钟内不褪色,即可确定滴定终点;
②由于AgSCN沉淀的溶解度比AgCl小,可加入硝基苯用力摇动,使AgCl沉淀表面被有机物覆盖,避免在滴加NH4SCN时,将AgCl沉淀转化为AgSCN沉淀;若无此操作,NH4SCN标准液用量偏多;
(3)①在沉淀前先加入适量漂白粉使废水中的H3PO3氧化为PO43-,加入生石灰后能完全转化为磷酸的钙盐,达到较高的回收率;
②根据图1、2分析磷的沉淀回收率;
③根据Ksp[Ca3(PO4)2]=[c(Ca2+)]3×c(PO43-)计算.

解答 解:(1)氯化水解法是用三氯化磷、氯气与水反应生成三氯氧磷和盐酸,其化学方程式为:PCl3+H2O+Cl2=POCl3+2HCl,故答案为:PCl3+H2O+Cl2=POCl3+2HCl;
(2)①用c mol•L-1NH4SCN溶液滴定过量Ag+至终点,当滴定达到终点时NH4SCN过量,加NH4Fe(SO4)2作指示剂,Fe3+与SCN-反应溶液会变红色,半分钟内不褪色,即可确定滴定终点;
故答案为:b;溶液变为红色,而且半分钟内不褪色;
②已知:Ksp(AgCl)=3.2×10-10,Ksp(AgSCN)=2×10-12,则AgSCN沉淀的溶解度比AgCl小,可加入硝基苯用力摇动,使AgCl沉淀表面被有机物覆盖,避免在滴加NH4SCN时,将AgCl沉淀转化为AgSCN沉淀;若无此操作,NH4SCN与AgCl反应生成AgSCN沉淀,则滴定时消耗的NH4SCN标准液的体积偏多,即银离子的物质的量偏大,则与氯离子反应的银离子的物质的量偏小,所以测得的氯离子的物质的量偏小;
故答案为:防止在滴加NH4SCN时,将AgCl沉淀转化为AgSCN沉淀;偏小;
(3)①氯化水解法生产三氯氧磷会产生含磷(主要为H3PO4、H3PO3等)废水,在废水中先加入适量漂白粉,使废水中的H3PO3氧化为PO43-,使其加入生石灰后能完全转化为磷酸的钙盐,达到较高的回收率;
故答案为:将废水中的H3PO3氧化为PO43-,使其加入生石灰后转化为磷酸的钙盐;
②根据图1、2可确定pH=10、反应时间30 min时磷的沉淀回收率较高,则处理该厂废水最合适的工艺条件为pH=10、反应时间30 min;
故答案为:bc;
③若处理后的废水中c(PO43-)=4×10-7 mol•L-1,Ksp[Ca3(PO4)2]=[c(Ca2+)]3×c(PO43-)=2×10-29,c(Ca2+)=$\root{3}{\frac{2×1{0}^{-29}}{(4×1{0}^{-7})^{2}}}$=5×10-6mol•L-1;
故答案为:5×10-6.

点评 本题考查了物质的制备方案设计,题目涉及化学方程式的书写、滴定原理的应用、图象分析以及难溶电解质的溶度积常数的应用等,题目综合性较强,难度中等,侧重于考查学生的分析能力和对基础知识的综合应用能力.

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