Question

9．如图是某化学兴趣小组制备PCl₃的实验装置（部分仪器已省略）：

有关物质的部分性质如下：

	熔点/℃	沸点/℃	其他
黄磷	44.1	280.5	2P（过量）+3Cl2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2PCl3；2P+5Cl2（过量）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2PCl5
PCl3	-112	75.5	遇水生成H3PO3和HCl，遇O2生成POCl3
POCl3	2	105.3	遇水生成H3PO4和HCl，能溶于PCl3

请回答下列问题：
（1）仪器戊的名称为冷凝管．
（2）实验时甲中所发生反应的化学方程式为MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O．
（3）乙中盛放的试剂是饱和氯化钠溶液，其作用是除去氯气中的氯化氢；丙中盛放的试剂是浓硫酸，其作用是除去氯气中的水蒸气．
（4）向仪器丁中通入干燥、纯净的Cl₂之前，应先通入一段时间的CO₂，其目的主要是排净装置中的空气，防止空气中的水分和氧气与PCl₃反应
（5）碱石灰的作用是碱石灰吸收多余氯气防止污染空气，防止空气中的水蒸气进入影响产品纯度（答出一条即可）．
（6）PCl₃粗产品中常含有POCl₃、PCl₅等，加入黄磷（化学式用P表示）经加热除去PCl₅的化学反应方程式为3PCl₅+2P$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$5PCl₃，后通过蒸馏（填实验操作名称），即可得到PCl₃纯品．

Answer 1

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：甲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，丙装置利用浓硫酸干燥氯气，利用Cl₂排尽装置中的空气，防止黄磷（白磷）自燃，PCl₃沸点为75.5℃，利用冰水欲装置防止PCl₃挥发（冷凝），蒸馏烧瓶中得到的粗产品含有POCl₃、PCl₅等．加入黄磷加热除去PCl₅后，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，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）由图可知仪器的名称；
（2）实验室制备氯气用二氧化锰和浓盐酸加热反应生成氯化锰、氯气和水；
（3）根据制备的氯气中的杂质分析；
（4）由于PCl₃遇O₂会生成POCl₃，遇水生成H₃PO₃和HCl，通入一段时间的CO₂可以排尽装置中的空气；
（5）碱石灰吸收多余氯气防止污染空气，防止空气中的水蒸气进入影响产品纯度；
（6）在加热条件下，黄磷与PCl₅反应生成PCl₃；PCl₃沸点较低，加热易挥发．

解答 解：甲装置中为浓盐酸与二氧化锰反应生成氯气，氯气中含有的杂质为HCl、水蒸气，分别用饱和食盐水和浓硫酸除去，纯净的氯气与黄磷在加热条件下反应生成气态的PCl₃，冷却达到液态的PCl₃；
（1）仪器戊名称从装置中分析为冷凝管，
故答案为：冷凝管；
（2）实验室制备氯气用二氧化锰和浓盐酸加热反应生成氯化锰、氯气和水，反应的化学方程式为MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，
故答案为：MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
（3）氯气中含有的杂质为HCl、水蒸气，分别用饱和食盐水和浓硫酸除去，所以乙中盛放的试剂是饱和氯化钠溶液用于除去氯气中的氯化氢，丙中盛放的试剂是浓硫酸用于除去水蒸气；
故答案为：饱和氯化钠溶液，除去氯气中的氯化氢；浓硫酸，除去氯气中的水蒸气；
（4）由于PCl₃遇O₂会生成POCl₃，遇水生成H₃PO₃和HCl，通入一段时间的CO₂可以排尽装置中的空气，防止生成的PCl₃与空气中的O₂和水反应；通入二氧化碳赶净空气，避免水和氧气与三氯化磷发生反应，
故答案为：排净装置中的空气，防止空气中的水分和氧气与PCl₃反应；
（5）氯气有毒，污染空气，碱石灰吸收多余氯气防止污染空气，防止空气中的水蒸气进入影响产品纯度，
故答案为：碱石灰吸收多余氯气防止污染空气，防止空气中的水蒸气进入影响产品纯度．
（6）在加热条件下，黄磷与PCl₅反应生成PCl₃，则反应的方程式为：3PCl₅+2P$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$5PCl₃；PCl₃沸点较低，加热易挥发，可以利用蒸馏的方法分离出三氯化磷；
故答案为：3PCl₅+2P$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$5PCl₃；蒸馏．

点评 本题考查物质的制备和分离提纯实验方案设计，注意对实验原理理解，题目难度中等，是对知识的综合运用的考查，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