Question

【題目】PCl3是制造有機(jī)磷農(nóng)藥和磺胺嘧啶類醫(yī)藥的原料，其制備方法是將熔融黃磷(P4)與干燥氯氣進(jìn)行氯化反應(yīng)。

(1) PCl3遇水會(huì)強(qiáng)烈水解，寫出PCl3與水反應(yīng)的化學(xué)方程式：________。

(2) 制得的PCl3粗產(chǎn)品中常含有POCl3、PCl5等雜質(zhì)。通過實(shí)驗(yàn)測定粗產(chǎn)品中PCl3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，實(shí)驗(yàn)步驟如下(不考慮雜質(zhì)的反應(yīng))：

a. 迅速移取20.00 g PCl3粗產(chǎn)品，加水完全水解后，再配成500.00 mL溶液；

b. 量取所配溶液25.00 mL于碘量瓶中，加入0.500 0 mol·L－1碘溶液20.00 mL和1.000 mol·L－1(NH4)3BO3溶液30.00 mL，振蕩；

c. 加入2～3滴淀粉溶液，用1.000 0 mol·L－1 Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過量的碘，滴至終點(diǎn)時(shí)消耗Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液12.00 mL。

已知測定過程中的部分反應(yīng)為H3PO3＋H2O＋I2H3PO4＋2HI，3HI＋(NH4)3BO3===3NH4I＋H3BO3，I2＋Na2S2O3―→Na2S4O6＋NaI(未配平)。

①步驟b中加入(NH4)3BO3溶液的目的是________。

②判斷步驟c中滴定終點(diǎn)的方法為________。

③根據(jù)上述數(shù)據(jù)，計(jì)算制得粗產(chǎn)品中PCl3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(寫出計(jì)算過程)。_________

Answer 1

【答案】PCl3＋3H2O=H3PO3＋3HCl 減小HI濃度，平衡右移，使H3PO3被I2充分氧化成H3PO4 當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏?/span>1.000 0 mol·L－1 Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí)，溶液由藍(lán)色突變?yōu)闊o色，且半分鐘內(nèi)不變色 n(I2)＝0.500 0 mol·L－1×20.00 mL×10－3 L·mL－1＝0.010 00 mol，n(Na2S2O3)＝1.000 mol·L－1×12.00 mL×10－3 L·mL－1＝0.012 00 mol，與Na2S2O3反應(yīng)的n(I2)＝n(Na2S2O3)＝×0.012 00 mol＝0.006 00 mol，n(H3PO3)＝0.010 00 mol－0.006 00 mol＝0.004 00 mol，n(PCl3)＝n(H3PO3)＝0.004 00 mol，w%＝×100%＝55.00%

【解析】

(1) PCl3遇水會(huì)強(qiáng)烈水解生成磷酸和鹽酸；

(2) ①已知反應(yīng)H3PO3＋H2O＋I2H3PO4＋2HI，磷酸中的磷來自于三氯化磷的水解，結(jié)合實(shí)驗(yàn)?zāi)康姆治觯?/span>

②結(jié)合碘遇淀粉變藍(lán)分析；

③該實(shí)驗(yàn)原理為：利用PCl3遇水生成H3PO3和HCl，加入碘溶液，發(fā)生反應(yīng)H3PO3+H2O+I2H3PO4+2HI，然后加入（NH4）3BO3溶液，與HI和H3PO4反應(yīng)生成H3BO3，最后利用Na2S2O3溶液滴定為反應(yīng)的I2，根據(jù)消耗的I2，計(jì)算PCl3的質(zhì)量，進(jìn)而確定樣品中PCl3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

(1) PCl3遇水會(huì)強(qiáng)烈水解生成磷酸和鹽酸，化學(xué)反應(yīng)方程式為：PCl3＋3H2O=H3PO3＋3HCl；

(2)①本實(shí)驗(yàn)要準(zhǔn)確測定樣品中PCl3的純度，反應(yīng)H3PO3＋H2O＋I2H3PO4＋2HI，磷酸中的磷來自于三氯化磷的水解，加入(NH4)3BO3，發(fā)生反應(yīng)3HI＋(NH4)3BO3=3NH4I＋H3BO3，減小HI濃度，平衡右移，使H3PO3被I2充分氧化成H3PO4，生成磷酸越多，PCl3的純度越高；

②碘遇淀粉變藍(lán)，Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液與碘反應(yīng)，當(dāng)將過量的碘消耗完，藍(lán)色消失，則判定終點(diǎn)的方法為：當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏?/span>1.000 0 mol·L－1 Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí)，溶液由藍(lán)色突變?yōu)闊o色，且半分鐘內(nèi)不變色，即為到達(dá)終點(diǎn)；

③20.00 mL 0.5000 mol·L－1碘溶液中，碘單質(zhì)的總物質(zhì)的量=0.5000 mol·L－1×20.00 mL×10-3 L·mL－1=0.01000 mol，滴定時(shí)消耗的標(biāo)準(zhǔn)液的n(Na2S2O3)＝1.000 mol·L－1×12.00 mL×10－3 L·mL－1＝0.012 00 mol；根據(jù)滴定反應(yīng)：I2＋2Na2S2O3=Na2S4O6＋2NaI，過量的碘單質(zhì)的物質(zhì)的量=n(Na2S2O3)＝×0.01200 mol＝0.00600 mol；根據(jù)反應(yīng)H3PO3＋H2O＋I2H3PO4＋2HI，25.00 mL樣品水解液中，與碘應(yīng)的n(H3PO3)＝n(I2)=0.01000 mol－0.00600 mol＝0.00400 mol；結(jié)合反應(yīng)PCl3＋3H2O=H3PO3＋3HCl，25.00 mL樣品水解液中，完全發(fā)生水解的n(PCl3)＝n(H3PO3)＝0.00400 mol，500mL樣品水解液中，完全發(fā)生水解的n(PCl3)＝0.00400 mol×，則原樣品中w%＝×100%＝55.00%。