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【题目】三氯化硼(BCl3)是一种重要的化工原料。实验室制备BCl3的原理:

B2O3+3C+3Cl2 =2BCl3+3CO,某实验小组利用干燥的氯气和下列装置(装置可重复使用)制备BCl3并验证反应中有CO生成。(已知:BCl3的熔点为-107.3℃,沸点为12.5℃;硝基苯的密度比水大。)请回答下列问题:

实验Ⅰ:制备BCl3并验证产物CO

(1)BCl3接触潮湿空气时会形成白雾,请写出该反应的化学方程式_______。

(2)该实验装置中合理的连接顺序为G→___→___→__→__→F→D→I;其中装置E的作用是____。

(3)能证明反应中有CO生成的现象是____。

实验Ⅱ:产品中氯含量的测定

①准确称取少许m克产品,置于蒸馏水中完全水解,并配成100mL溶液。

②取10.00mL溶液于锥形瓶中

③加入V1mL浓度为C1 mol/LAgNO3溶液使氯离子完全沉淀;向其中加入少许硝基苯用力摇动。

④以硝酸铁为指示剂,用C2 mol/L KSCN标准溶液滴定过量的AgNO3溶液。重复步骤②~④二次,达到滴定终点时用去KSCN溶液的平均体积为V2mL。

已知:Ksp(AgCl)>Ksp(AgSCN)。

(4)步骤②移取溶液时所需仪器名称为____,步骤④中达到滴定终点的现象为_____。

(5)产品中氯元素的质量分数为_______。

(6)下列操作,可能引起测得产品中氯含量偏高是_____。

A.步骤③中未加硝基苯

B.步骤①中配制100mL溶液时,定容时俯视刻度线

C.用KSCN溶液滴定剩余AgNO3溶液时,滴定前有气泡,滴定后无气泡

D.滴定剩余AgNO3溶液时,KSCN溶液滴到锥形瓶外面一滴

【答案】BCl3+3H2O=H3BO3+3HCl E H J H 将BCl3冷凝为液态分离出来 F中黑色固体变成红色且澄清石灰水变浑浊 酸式滴定管或移液管 当滴入最后一滴KSCN溶液时,混合液由无色变为红色且半分钟内不褪色 B

【解析】

(1)BCl3接触潮湿空气时会形成白雾,是三氯化硼水解生成HCl,HCl溶于空气中的水形成盐酸小液滴形成白雾,则三氯化硼水解的化学方程式为BCl3+3H2O=H3BO3+3HCl。本小题答案为:BCl3+3H2O=H3BO3+3HCl。

(2)干燥的氯气、B2O3、C反应生成BCl3和CO,BCl3的熔点为-107.3℃,沸点为12.5℃,收集三氯化硼要用冰水冷却,未反应的氯气用氢氧化钠溶液吸收,三氯化硼易水解,为防止氢氧化钠溶液中的水进入装置E,在E和J之间加H装置,用于吸水,生成的CO经干燥后在通过F装置还原氧化铜,再将生成的气体通过澄清的石灰水检验,可以证明原反应中有CO生成,多余的CO不能排放到空气中,要排水法收集。则该实验装置中合理的连接顺序为G→E→H→J→H→F→D→I;其中装置E的作用是将BCl3冷凝为液态分离出来。本小题答案为:E 、H 、J 、H ;将BCl3冷凝为液态分离出来。

(3)CO能还原氧化铜,使黑色的氧化铜生成红色的铜单质,CO自身被氧化成二氧化碳,能使澄清的石灰水变浑浊,则能证明反应中有CO生成的现象是F中黑色固体变成红色且澄清石灰水变浑浊。本小题答案为:F中黑色固体变成红色且澄清石灰水变浑浊。

(4)步骤②所移溶液显酸性,故移取溶液时所需仪器名称为酸式滴定管或移液管;用KSCN标准溶液滴定过量的AgNO3溶液,当硝酸银恰好反应完时,再滴入KSCN标准溶液,KSCN遇硝酸铁会生成硫氰化铁血红色溶液,则步骤④中达到滴定终点的现象为当滴入最后一滴KSCN溶液时,混合液由无色变为红色且半分钟内不褪色。本小题答案为:酸式滴定管或移液管;当滴入最后一滴KSCN溶液时,混合液由无色变为红色且半分钟内不褪色。

(5)消耗的硫氰化钾的物质的量为10-3×C2V2mol/L,则过量的硝酸银的物质的量为10-3×C2V2mol/L,则与产品中的氯离子反应的硝酸银的物质的量为(10-3×C1V1-10-3×C2V2)mol/L,则10.00mL该产品溶液中的氯离子的物质的量也为(10-3×C1V1-10-3×C2V2)mol/L,100.00mL该产品溶液中的氯离子的物质的量也为(10-2×C1V1-10-2×C2V2)mol/L,质量为35.5×(10-2×C1V1-10-2×C2V2)g,产品中氯元素的质量分数为[35.5×(10-2×C1V1-10-2×C2V2)/m]×100%,即。

(6)A.步骤③中未加硝基苯,会使一部分氯化银转化为硫氰化银,导致n(SCN-)增大,根据关系式n(Ag+)=n(Cl-)+n(SCN-)可知样品中含有的n(Cl-)偏小,故A不符合题意;

B.步骤①中配制100mL溶液时,定容时俯视刻度线,则使c(Cl-)偏大,等体积时含有的n(Cl-)偏大,故 B符合题意;

C.用KSCN溶液滴定剩余AgNO3溶液时,滴定前有气泡,滴定后无气泡,气泡占一定的体积,则读出KSCN溶液的体积偏大,消耗KSCN的物质的量偏大,根据KSCN计算出剩余的AgNO3的物质的量偏大,则与产品反应的硝酸银的物质的量偏小,则与硝酸银反应的氯离子的物质的量偏小,则测得产品中氯含量偏低,故 C不符合题意;

D.滴定剩余AgNO3溶液时,KSCN溶液滴到锥形瓶外面一滴,消耗KSCN的物质的量偏大,根据KSCN计算出剩余的AgNO3的物质的量偏大,则与产品反应的硝酸银的物质的量偏小,则与硝酸银反应的氯离子的物质的量偏小,则测得产品中氯含量偏低,故 D不符合题意。答案选B。

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