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℃；硝基苯的密度比水大。）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）BCl3接觸潮濕空氣時會形成白霧，請寫出該反應的化學方程式____。

（3）能證明反應中有CO生成的現象是_____。

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。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V2mL。

已知：Ksp(AgCl)>Ksp(AgSCN)。

（4）步驟②移取溶液時所需儀器名稱為____，步驟④中達到滴定終點的現象為_____。

（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 BCl3+3H2O=H3BO3+3HCl F中黑色固體變成紅色且澄清石灰水變渾濁 酸式滴定管或移液管 當滴入最后一滴KSCN溶液時，混合液由無色變為紅色且半分鐘內不褪色 B

【解析】

（1）干燥的氯氣、B2O3、C反應生成BCl3和CO，BCl3的熔點為-107.3℃，沸點為12.5℃，收集三氯化硼要用冰水冷卻，未反應的氯氣用氫氧化鈉溶液吸收，三氯化硼易水解，為防止氫氧化鈉溶液中的水進入裝置E，在E和J之間加H裝置，用于吸水，生成的CO經干燥后在通過F裝置還原氧化銅，再將生成的氣體通過澄清的石灰水檢驗，可以證明原反應中有CO生成，多余的CO不能排放到空氣中，要排水法收集。

（2）BCl3接觸潮濕空氣時會形成白霧，是三氯化硼水解生成HCl，HCl溶于空氣中的水形成鹽酸小液滴從而形成白霧；

（3）CO能還原氧化銅，使黑色的氧化銅生成紅色的銅單質，CO自身被氧化成二氧化碳，能使澄清的石灰水變渾濁；

（4）根據Fe3+、SCN-反應產生血紅色物質判斷滴定終點；

（5）（6）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-)，從而計算出其質量分數，根據v=n/V進行誤差分析。據此解答。

（1）干燥的氯氣、B2O3、C反應生成BCl3和CO，BCl3的熔點為-107.3℃，沸點為12.5℃，收集三氯化硼要用冰水冷卻，未反應的氯氣用氫氧化鈉溶液吸收，三氯化硼易水解，為防止氫氧化鈉溶液中的水進入裝置E，在E和J之間加H裝置，用于吸水，生成的CO經干燥后在通過F裝置還原氧化銅，再將生成的氣體通過澄清的石灰水檢驗，可以證明原反應中有CO生成，多余的CO不能排放到空氣中，要排水法收集。則該實驗裝置中合理的連接順序為G→_E__→_H__→_J_→H__→F→D→I；其中裝置E的作用是將BCl3冷凝為液態分離出來。本小題答案為：E 、H 、J 、H ；將BCl3冷凝為液態分離出來。

（2）BCl3接觸潮濕空氣時會形成白霧，是三氯化硼水解生成HCl，HCl溶于空氣中的水形成鹽酸小液滴形成白霧，則三氯化硼水解的化學方程式為BCl3+3H2O=H3BO3+3HCl。本小題答案為：BCl3+3H2O=H3BO3+3HCl。

（3）CO能還原氧化銅，使黑色的氧化銅生成紅色的銅單質，CO自身被氧化成二氧化碳，能使澄清的石灰水變渾濁，則能證明反應中有CO生成的現象是F中黑色固體變成紅色且澄清石灰水變渾濁。本小題答案為：F中黑色固體變成紅色且澄清石灰水變渾濁。

（4）步驟②移取溶液時所需儀器名稱為酸式滴定管或移液管；用KSCN標準溶液滴定過量的AgNO3溶液，當硝酸銀恰好反應完時，再滴入KSCN標準溶液，KSCN遇硝酸鐵會生成硫氰化鐵血紅色溶液，則步驟④中達到滴定終點的現象為當滴入最后一滴KSCN溶液時，混合液由無色變為紅色且半分鐘內不褪色。本小題答案為：酸式滴定管或移液管；當滴入最后一滴KSCN溶液時，混合液由無色變為紅色且半分鐘內不褪色。

（5）消耗的硫氰化鉀的物質的量為10-3C2V2mol/L，則過量的硝酸銀的物質的量為10-3C2V2mol/L，則與產品中的氯離子反應的硝酸銀的物質的量為(10-3C1V1-10-3C2V2)mol/L，則10.00mL該產品溶液中的氯離子的物質的量也為(10-3C1V1-10-3C2V2)mol/L，100.00mL該產品溶液中的氯離子的物質的量也為(10-2C1V1-10-2C2V2)mol/L，質量為35.5(10-2C1V1-10-2C2V2)g，產品中氯元素的質量分數為[35.5(10-2C1V1-10-2C2V2)/m]×100%，即。本小題答案為：。

（6）A. 步驟③中未加硝基苯，會使一部分氯化銀轉化為硫氰化銀，導致n(SCN-)增大，根據關系式n(Ag+)=n(Cl-)+n(SCN-)可知樣品中含有的n(Cl-)偏小，故A不符合題意；

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，故 B符合題意；

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，氣泡占一定的體積，則讀出KSCN溶液的體積偏大，消耗KSCN的物質的量偏大，根據KSCN計算出剩余的AgNO3的物質的量偏大，則與產品反應的硝酸銀的物質的量偏小，則與硝酸銀反應的氯離子的物質的量偏小，則測得產品中氯含量偏低，故 C不符合題意；

D. /span>滴定剩余AgNO3溶液時，KSCN溶液滴到錐形瓶外面一滴，消耗KSCN的物質的量偏大，根據KSCN計算出剩余的AgNO3的物質的量偏大，則與產品反應的硝酸銀的物質的量偏小，則與硝酸銀反應的氯離子的物質的量偏小，則測得產品中氯含量偏低，故 D不符合題意。答案選B。