Question

14．三氯化磷（PCl₃）是一種重要的有機合成催化劑．實驗室常用紅磷與干燥的Cl₂制取PCl₃，裝置如圖1所示．

已知：紅磷與少量Cl₂反應生成PCl₃，與過量Cl₂反應生成PCl₅．PCl₃遇O₂會生成POCl₃（三氯氧磷），POCl₃溶于PCl₃，PCl₃遇水會強烈水解生成H₃PO₃和HCl．PCl₃、POCl₃的熔沸點見表．

物質	熔點/℃	沸點/℃
PCl3	-112	75.5
POCl3	2	105.3

請答下面問題：
（1）B中所裝試劑是濃硫酸，F中堿石灰的作用是吸收多余的Cl₂，防止空氣中的水蒸氣進入燒瓶與PCl₃反應．
（2）實驗時，檢查裝置氣密性后，向D裝置的曲頸甑中加入紅磷，打開K₃通入干燥的CO₂，一段時間后，關閉K₃，加熱曲頸甑至上部有黃色升華物出現時通入氯氣，反應立即進行．通干燥CO₂的作用是排盡裝置中的空氣，防止紅磷自燃，
（3）實驗制得的粗產品中常含有POCl₃、PCl₅等．加入紅磷加熱除去PCl₅后，通過蒸餾（填實驗操作名稱），即可得到較純凈的PCl₃．
（4）C裝置中的K₁、K₂的設計也出于類似的目的，為了達到這一實驗目的，實驗時與K₁、K₂有關的操作是先關閉K₁，打開K₂，等B中溶液上方充滿黃綠色氣體后，打開K₁，關閉K₂．
（5）實驗后期關閉K₁，打開K₂，將氣體通入C裝置中發(fā)生反應，反應后的溶液為X．某同學設計實驗來確定溶液X中含有的某些離子，請補充完成實驗步驟和現象．

實驗步驟	實驗現象	實驗結論
①		溶液X中含有Na+
②		溶液X中含有Cl-

（6）玻璃管之間的連接需要用到膠皮管，連接的方法是：先把把玻璃管口用水潤濕，然后稍稍用力即可把玻璃管插入橡皮管．甲同學將裝置A的示意圖畫成圖2，該示意圖中明顯的錯誤是沒有（用酒精燈）加熱．

Answer 1

分析 實驗室要用紅磷與干燥的Cl₂模擬工業(yè)生產制取PCl₃流程為：A裝置濃鹽酸和二氧化錳二者反應生成氯化錳、氯氣和水，制得氯氣，因PCl₃遇水會強烈水解，所以氯氣需干燥，B裝置利用濃硫酸干燥氯氣，利用二氧化碳排盡裝置中的空氣，防止紅磷燃燒，PCl₃沸點為75.5℃，利用E裝置防止PCl₃揮發(fā)（冷凝），因尾氣中含有有毒氣體氯氣，且空氣中水蒸氣可能進入裝置，所以用F裝置利用堿石灰吸收多余的Cl₂，防止空氣中的水蒸氣進入燒瓶和PCl₃反應．
（1）氯氣為酸性氣體，需用酸性干燥劑干燥，氯氣有毒，三氯化磷易水解，F裝置利用堿石灰吸收多余的Cl₂，防止空氣中的水蒸氣進入燒瓶和PCl₃反應；
（2）紅磷在溫度較高的條件下能自燃，通入二氧化碳趕凈空氣；
（3）依據物質的沸點數值不同，可以利用蒸餾的方法分離出三氯化磷；
（4）C裝置中先關閉K₁，打開K₂，利用氯氣排凈裝置中的空氣；
（5）根據檢驗鈉離子和氯離子的方法進行檢驗；
（6）根據連接玻璃管的實驗操作進行分析解答；A裝置中二氧化錳和濃鹽酸反應制取氯氣，反應為MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，需要加熱．

解答 解：（1）因PCl₃遇水會強烈水解，所以氯氣需干燥，氯氣和濃硫酸不反應，所以能用濃硫酸干燥氯氣，PCl₃沸點為75.5℃，利用E裝置防止PCl₃揮發(fā)（冷凝），因尾氣中含有有毒氣體氯氣，且空氣中水蒸氣可能進入裝置，所以用F裝置利用堿石灰吸收多余的Cl₂，防止空氣中的水蒸氣進入燒瓶和PCl₃反應，
故答案為：濃硫酸；吸收多余的Cl₂，防止空氣中的水蒸氣進入燒瓶與PCl₃反應；
（2）通入一段時間的CO₂可以排盡裝置中的空氣，防止紅磷與空氣中的氧氣發(fā)生自燃，
故答案為：排盡裝置中的空氣，防止紅磷自燃；
（3）由信息可知，POCl₃與PCl₃都是液體，沸點相差較大，故可以用蒸餾的方法進行分離，實驗制得的粗產品中常含有POCl₃、PCl₅等，加入紅磷加熱除去PCl₅后，再通過蒸餾即可得到較純凈的PCl₃；
故答案為：蒸餾；
（4）由于PCl₃遇O₂會生成POCl₃，遇水生成H₃PO₃和HCl，通入一段時間的CO₂可以排盡裝置中的空氣，防止生成的PCl₃與空氣中的O₂和水反應，C裝置中先關閉K₁，打開K₂，等B中溶液上方充滿黃綠色氣體后，排凈了空氣，再打開K₁，關閉K₂，可利用氯氣排凈裝置中的空氣，
故答案為：先關閉K₁，打開K₂，等B中溶液上方充滿黃綠色氣體后，打開K₁，關閉K₂．（2分）
（5）實驗后期關閉K₁，打開K₂，將氣體通入C裝置中發(fā)生反應，為氯氣和氫氧化鈉反應，生成氯化鈉、次氯酸鈉和水，檢驗鈉離子用焰色反應，用鉑絲（光潔無銹的鐵絲）蘸取溶液X，在酒精燈外焰上灼燒，火焰呈黃色證明存在鈉離子，檢驗氯離子，取少量溶液X，加入足量稀HNO，再滴加少量AgNO₃溶液，出現白色沉淀，

實驗步驟	實驗現象
①用鉑絲（光潔無銹的鐵絲）蘸取溶液X，在酒精燈外焰上灼燒	火焰呈黃色
②取少量溶液X，加入足量稀HNO，再滴加少量AgNO3溶液	出現白色沉淀

（6）玻璃管和膠皮管連接的方法是：先把玻璃管口用水潤濕，然后稍稍用力即可把玻璃管插入膠皮管，潤濕起潤滑作用，A裝置中，加熱條件下，濃鹽酸和二氧化錳二者反應生成氯化錳、氯氣和水，離子方程式為MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O，所以缺少加熱裝置，
故答案為：把玻璃管口用水潤濕；沒有（用酒精燈）加熱．

點評 本題考查閱讀獲取信息的能力、對實驗原理理解等，題目難度中等，是對知識的綜合運用，理解實驗原理是解題的關鍵，需要學生具有扎實的基礎與綜合運用分析解決問題的能力，注意題中信息PCl₃遇O₂會生成POCl₃，POCl₃溶于PCl₃，PCl₃遇水會強烈水解生成H₃PO₃和HCl．PCl₃、POCl₃的熔沸點為解答關鍵．