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三氯化磷(PCl3)是一种重要的有机合成催化剂.实验室常用红磷与干燥的Cl2制取PCl3,装置如图所示.

已知:红磷与少量Cl2反应生成PCl3,与过量Cl2反应生成PCl5.PCl3遇O2会生成POCl3(三氯氧磷),POCl3溶于PCl3,PCl3遇水会强烈水解生成H3PO3和HCl.PCl3、POCl3的熔沸点见表.
物质熔点/℃沸点/℃
PCl3-11275.5
POCl32105.3
请回答:
(1)写出A中反应的离子方程式
 

(2)B装置中所盛试剂是
 
;E中烧杯内冷水的作用是
 

(3)实验前玻璃管之间连接需要用到橡皮管,其连接方法是:先把
 
,然后稍稍用力即可把玻璃管插入橡皮管中.
(4)检查装置气密性后,向D装置的曲颈瓶中加入红磷,打开K3通入干燥的CO2,一段时间后关闭K3,加热曲颈瓶至上部有黄色升华物出现时通入氯气,反应立即进行.其中通入干燥CO2的目的是
 

(5)实验制得的粗产品中常含有POCl3、PCl5等,加入红磷加热除去PCl5后,再通过
 
(填实验名称)即可得到较纯净的PCl3
(6)实验后关闭K1,打开K2,将A、B中余氯通入300mL 1mol/L的NaOH溶液中.若NaOH恰好完全反应,则吸收氯气的物质的量为(假设反应生成了NaCl、NaClO 和 NaClO3等钠盐)
 
mol,反应中转移电子的物质的量(n)的范围是
 
考点:制备实验方案的设计
专题:实验设计题
分析:实验室要用黄磷(白磷)与干燥的Cl2模拟工业生产制取PCl3流程为:A装置浓盐酸和二氧化锰二者反应生成氯化锰、氯气和水,制得氯气,因PCl3遇水会强烈水解,所以氯气需干燥,B装置利用浓硫酸干燥氯气,利用二氧化碳排尽装置中的空气,防止黄磷(白磷)自燃,PCl3沸点为75.5℃,利用E装置防止PCl3挥发(冷凝),因尾气中含有有毒气体氯气,且空气中水蒸气可能进入装置,所以用F装置利用碱石灰吸收多余的Cl2,防止空气中的水蒸气进入烧瓶和PCl3反应;
(1)A装置中二氧化锰和浓盐酸反应制取氯气,据此书写离子反应方程式;
(2)氯气为酸性气体,需用酸性干燥剂干燥,三氯化磷沸点低,可用冷水冷凝收集;
(3)实验前玻璃管之间连接需要用到橡皮管,其连接方法是先用水润湿玻璃管口;
(4)防止PCl3与O2等发生副反应,通入二氧化碳赶净空气;
(5)依据物质的沸点数值不同,可以利用蒸馏的方法分离出三氯化磷;
(6)n(NaOH)=1mol/L×0.3L=0.3mol/L,氯气和氢氧化钠恰好反应生成NaCl、NaClO及NaClO3,根据钠元素守恒n(NaOH)=n(NaCl)+n(NaClO)+n(NaClO3),再根据氯原子守恒有2n(Cl2)=n(NaCl)+n(NaClO)+n(NaClO3),根据转移电子守恒得n(C1-)=n(ClO-)+5n(ClO3-),
根据方程式Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O、3Cl2+6NaOH=5NaCl+NaClO3+3H2O可知,氧化产物只有NaClO,根据氯原子守恒2n(Cl2)=n(NaCl)+n(NaClO)+n(NaClO3)计算氯气量;利用极限法解答,根据方程式Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O、3Cl2+6NaOH=5NaCl+NaClO3+3H2O可知,氧化产物只有NaClO,转移电子数最少,氧化产物只有NaClO3,转移电子数最多.
解答: 解:实验室要用黄磷(白磷)与干燥的Cl2模拟工业生产制取PCl3流程为:A装置浓盐酸和二氧化锰二者反应生成氯化锰、氯气和水,制得氯气,因PCl3遇水会强烈水解,所以氯气需干燥,B装置利用浓硫酸干燥氯气,K3利用二氧化碳排尽装置中的空气,防止黄磷(白磷)自燃,PCl3沸点为75.5℃,利用E装置防止PCl3挥发(冷凝),因尾气中含有有毒气体氯气,且空气中水蒸气可能进入装置,所以用F装置利用碱石灰吸收多余的Cl2,防止空气中的水蒸气进入烧瓶和PCl3反应.
(1)A装置中,加热条件下,浓盐酸和二氧化锰二者反应生成氯化锰、氯气和水,离子方程式为MnO2+4H++2Cl-
  △  
.
 
Mn2++Cl2↑+2H2O,
故答案为:MnO2+4H++2Cl-
  △  
.
 
Mn2++Cl2↑+2H2O;
(2)因PCl3遇水会强烈水解,所以氯气需干燥,氯气和浓硫酸不反应,所以能用浓硫酸干燥氯气,PCl3沸点为75.5℃,利用E装置防止PCl3挥发(冷凝),因尾气中含有有毒气体氯气,且空气中水蒸气可能进入装置,所以用F装置利用碱石灰吸收多余的Cl2,防止空气中的水蒸气进入烧瓶和PCl3反应,
故答案为:浓硫酸;冷凝PCl3防止其挥发便于收集产品;
(3)实验前玻璃管之间连接需要用到橡皮管,其连接方法是先用水润湿玻璃管口,然后稍稍用力即可把玻璃管插入橡皮管中;
故答案为:玻璃管口用水润湿;
(4)通入一段时间的CO2可以排尽装置中的空气,防止PCl3与O2等发生副反应;
故答案为:排尽曲颈瓶中的空气,防止PCl3与O2等发生副反应;
(5)由信息可知,POCl3与PCl3都是液体,沸点相差较大,故可以用蒸馏的方法进行分离,实验制得的粗产品中常含有POCl3、PCl5等,加入红磷加热除去PCl5后,再通过蒸馏即可得到较纯净的PCl3
故答案为:蒸馏;
(6)氯原子守恒有2n(Cl2)=n(NaCl)+n(NaClO)+n(NaClO3)=0.3mol,故参加反应的氯气n(Cl2)=0.15mol;
根据方程式Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O、3Cl2+6NaOH=5NaCl+NaClO3+3H2O可知,氧化产物只有NaClO,转移电子数最少,为0.3mol×
1
2
×1=0.15mol,氧化产物只有NaClO3,转移电子数最多,为0.3mol×
5
6
×1=0.25mol,反应中转移电子的物质的量(n)的范围是0.15mol<n<0.25mol;
故答案为:0.15,0.15mol<n<0.25mol;
点评:本题考查阅读获取信息的能力、对实验原理理解等,题目难度较大,是对知识的综合运用,理解实验原理是解题的关键,需要学生具有扎实的基础与综合运用分析解决问题的能力,注意题中信息PCl3遇O2会生成POCl3,POCl3溶于PCl3,PCl3遇水会强烈水解生成H3PO3和HCl.PCl3、POCl3的熔沸点为解答关键.
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A、9.0B、9.5
C、8.5D、10.5

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