Question

【題目】三氯化硼(BCl3)是一種重要的化工原料。實驗室制備BCl3的原理B2O3+3C+3Cl2 =2BCl3+3CO，某實驗小組利用干燥的氯氣和下列裝置（裝置可重復使用）制備BCl3并驗證反應中有CO生成。已知：BCl3的熔點為-107.3℃，沸點為12.5℃，遇水水解生成H3BO3和HCl，請回答下列問題：

（實驗Ⅰ）制備BCl3并驗證產物CO

(1)該實驗裝置中合理的連接順序為G→_____→_____→_____→____→F→D→I。其中裝置E的作用是___________________________。

(2)裝置J中反應的化學方程式為____________________________________。

（實驗Ⅱ）產品中氯含量的測定

①準確稱取少許m克產品，置于蒸餾水中完全水解，并配成100mL溶液。

②取10.00mL溶液于錐形瓶中

③加入V1mL濃度為C1 mol/LAgNO3溶液使氯離子完全沉淀；向其中加入少許硝基苯用力搖動。

④以硝酸鐵為指示劑，用C2 mol/L KSCN標準溶液滴定過量的AgNO3溶液。發生反應：Ag+ +SCN- =AgSCN↓。

⑤重復步驟②~④二次，達到滴定終點時用去KSCN溶液的平均體積為V2 mL。

已知: Ksp(AgCl)>Ksp(AgSCN) 。

(3)步驟④中達到滴定終點的現象為__________________。

(4)實驗過程中加入硝基苯的目的是___________________。

(5)產品中氯元素的質量分數為_________________%。

(6)下列操作，可能引起測得產品中氯含量偏高是__________。

A.步驟③中未加硝基苯

B.步驟①中配制100mL溶液時，定容時俯視刻度線

C.用KSCN溶液滴定剩余AgNO3溶液時，滴定前有氣泡，滴定后無氣泡

D.滴定剩余AgNO3溶液時，KSCN溶液滴到錐形瓶外面一滴

Answer 1

【答案】E H J H 將BCl3冷凝為液態分離出來 2NaOH+Cl2 =NaCl+NaClO+H2O 覆蓋AgCl，滴入最后一滴KSCN溶液時，混合液由無色變為血紅色且半分鐘內不褪色 防止滴定時AgCl沉淀轉化為AgSCN沉淀，使滴定終點不準確 B

【解析】

Ⅰ.用氯氣與B2O3、C反應生成三氯化硼和CO，三氯化硼的熔點為-107.3℃，沸點為12.5℃，所以收集三氯化硼要用冰水冷卻，未反應的氯氣尾氣用氫氧化鈉吸收，三氯化硼易水解，為防止氫氧化鈉溶液中水進入裝置E，在E和J之間接上H裝置，用于吸水，生成的CO干燥后再通過F裝置還原氧化銅，再將生成的氣體通過澄清石灰水檢驗，可以證明原反應中有一氧化碳生成，多余的CO不能排放到空氣中，要用排水法收集，據此答題。

II.(3)根據Fe3+、SCN-反應產生血紅色物質判斷滴定終點；

(4)硝基苯是液態有機物，密度比水大，可以覆蓋在AgCl上，防止AgCl發生沉淀溶解；

(5)根據n(Ag+)=n(Cl-)+n(SCN-)，可計算出溶液中10.00mL溶液中含有的n(Cl-)，然后計算mg即100mL中含有的n(Cl-)及質量，從而計算出其質量分數；根據c=進行誤差分析。

I.(1)用氯氣與B2O3、C反應生成三氯化硼和CO，三氯化硼的熔點為-107.3℃，沸點為12.5℃，所以收集三氯化硼要用冰水冷卻，未反應的氯氣尾氣用氫氧化鈉吸收，三氯化硼易水解，為防止氫氧化鈉溶液中水進入裝置E，在E和J之間接上H裝置，用于吸水，生成的CO經干燥后再通過F裝置還原氧化銅，再將生成的氣體通過澄清石灰水檢驗，可以證明原反應中有一氧化碳生成，多余的CO不能排放到空氣中，要用排水法收集，據上面的分析可知，依次連接的合理順序為G→E→H→J→H→F→D→I，故答案為：E、H、J、H；反應產生的BCl3為氣態，用冰水冷卻降溫變為液態，便于與未反應的氯氣分離開來，所以其中裝置E的作用是將BCl3冷凝為液態分離出來；

(2)中裝置J中Cl2與NaOH溶液發生歧化反應，產生NaCl、NaClO、H2O，根據電子守恒、原子守恒，可得該反應的化學方程式為2NaOH+Cl2 =NaCl+NaClO+H2O；

II.(3)向該物質中加入AgNO3溶液，發生反應：Ag++Cl-=AgCl↓，為了使溶液中的Cl-沉淀完全，加入過量的AgNO3溶液，然后以硝酸鐵為指示劑，若溶液中Cl-沉淀完全，用C2 mol/L KSCN標準溶液滴定過量的AgNO3溶液。會發生反應：Ag+ +SCN- =AgSCN↓，溶液變為血紅色，所以滴定終點現象為滴入最后一滴KSCN溶液時，混合液由無色變為血紅色且半分鐘內不褪色；

(4)硝基苯是液態有機物，密度比水大，加入硝基苯就可以覆蓋在反應產生AgCl沉淀上，防止滴定時AgCl沉淀轉化為AgSCN沉淀，使滴定終點不準確；

(5)根據離子反應可知n(Ag+)=n(Cl-)+n(SCN-)，則10.00mL中含有n(Cl-)=n(Ag+)-n(SCN-)=C1 mol/L×V1×10-3L/mL –C2mol/L×V2 mL×10-3L/mL=(C1V1-C2V2)×10-3mol；則mg中含有Cl-元素的質量為m= (C1V1-C2V2)×10-3mol××35.5g/mol，則產品中氯元素的質量分數為=；

A.步驟③中未加硝基苯，會使一部分AgCl轉化為AgSCN，導致n(SCN-)增大，根據關系式n(Ag+)=n(Cl-)+n(SCN-)可知樣品中含有n(Cl-)偏小，A錯誤；

B.步驟①中配制100mL溶液時，定容時俯視刻度線，則使c(Cl-)偏大，等體積時含有的n(Cl-)偏大，B正確；

C.用KSCN溶液滴定剩余AgNO3溶液時，滴定前有氣泡，滴定后無氣泡，V(標)偏大，則導致樣品在Cl-含量偏低，C錯誤；

D.滴定剩余AgNO3溶液時，KSCN溶液滴到錐形瓶外面一滴，V(標)偏大，則導致樣品在Cl-含量偏低，D錯誤；

故合理選項是B。