Question

【题目】氯、磷的化合物广泛用于农药、医药、染料等领域。

(1)PCl3与氯气、水反应，得到HCl气体和一种无色透明有刺激性臭味的液体X，实验测定，1 mol的H2O完全反应会生成2 mol的HCl，则X的组成元素是______________；已知X的相对分子质量为153.5，则X的化学式为________________。

(2)X在高温与O2发生反应，形成P4O10（固态）和Cl2。将3.07 g X与448 mLO2（已折算至标准状况，下同）在高温下充分反应后，生成Cl2____mol，气体的体积将变为_____mL。

(3)白磷在氯气中燃烧，一般得到PCl3和PCl5的混合物。2.48 g白磷(P4)，与一定量的氯气恰好完全反应，产物的总质量为14.55 g，计算产物中PCl3的质量分数____________（保留3小数）。

Answer 1

【答案】磷、氧、氯 POCl3 0.03 784 0.284

【解析】

(1)根据信息：PCl3与氯气、水反应，得到HCl气体和X，1mol的H2O完全反应会生成2mol的HCl，反应方程式应为xPCl3+H2O+yCl2=2HCl+xX，根据原子守恒知道X中含有磷、氧、氯三种元素。反应中氯气被还原，则P元素被氧化成+5价，再结合X的相对分子质量为153.5可得X的化学式为POCl3；
(2)POCl3在高温与O2发生反应，形成P4O10（固态）和Cl2，该反应中O2被还原，Cl元素被氧化，结合电子守恒和元素守恒可得方程式为：4POCl3+3O2=P4O10+6Cl2；

将3.07g即0.02molPOCl3，与448mL即0.02molO2在高温下充分反应后，POCl3全部反应，O2有剩余，生成Cl2的量按照POCl3进行计算，根据方程式可知Cl2的物质的量是0.03mol，消耗氧气是0.025mol，剩余氧气是0.005mol，气体的体积将从0.02mol变为0.005mol+0.03mol=0.035mol，体积是0.035mol×22.4L/mol=0.784L=784mL；

(3)白磷在氯气中燃烧，设得到PCl3和PCl5的物质的量分别是xmol、ymol，则x+y=×4=0.08，137.5x+208.5y=14.550，解得x=0.03mol，y=0.05mol，则三氯化磷的质量分数=×100%=28.4%=0.284。