Question

【题目】PCl3是制造有机磷农药和磺胺嘧啶类医药的原料，其制备方法是将熔融黄磷(P4)与干燥氯气进行氯化反应。

(1) PCl3遇水会强烈水解，写出PCl3与水反应的化学方程式：________。

(2) 制得的PCl3粗产品中常含有POCl3、PCl5等杂质。通过实验测定粗产品中PCl3的质量分数，实验步骤如下(不考虑杂质的反应)：

a. 迅速移取20.00 g PCl3粗产品，加水完全水解后，再配成500.00 mL溶液；

b. 量取所配溶液25.00 mL于碘量瓶中，加入0.500 0 mol·L－1碘溶液20.00 mL和1.000 mol·L－1(NH4)3BO3溶液30.00 mL，振荡；

c. 加入2～3滴淀粉溶液，用1.000 0 mol·L－1 Na2S2O3标准溶液滴定过量的碘，滴至终点时消耗Na2S2O3标准溶液12.00 mL。

已知测定过程中的部分反应为H3PO3＋H2O＋I2H3PO4＋2HI，3HI＋(NH4)3BO3===3NH4I＋H3BO3，I2＋Na2S2O3―→Na2S4O6＋NaI(未配平)。

①步骤b中加入(NH4)3BO3溶液的目的是________。

②判断步骤c中滴定终点的方法为________。

③根据上述数据，计算制得粗产品中PCl3的质量分数(写出计算过程)。_________

Answer 1

【答案】PCl3＋3H2O=H3PO3＋3HCl 减小HI浓度，平衡右移，使H3PO3被I2充分氧化成H3PO4 当滴入最后一滴1.000 0 mol·L－1 Na2S2O3标准溶液时，溶液由蓝色突变为无色，且半分钟内不变色 n(I2)＝0.500 0 mol·L－1×20.00 mL×10－3 L·mL－1＝0.010 00 mol，n(Na2S2O3)＝1.000 mol·L－1×12.00 mL×10－3 L·mL－1＝0.012 00 mol，与Na2S2O3反应的n(I2)＝n(Na2S2O3)＝×0.012 00 mol＝0.006 00 mol，n(H3PO3)＝0.010 00 mol－0.006 00 mol＝0.004 00 mol，n(PCl3)＝n(H3PO3)＝0.004 00 mol，w%＝×100%＝55.00%

【解析】

(1) PCl3遇水会强烈水解生成磷酸和盐酸；

(2) ①已知反应H3PO3＋H2O＋I2H3PO4＋2HI，磷酸中的磷来自于三氯化磷的水解，结合实验目的分析；

②结合碘遇淀粉变蓝分析；

③该实验原理为：利用PCl3遇水生成H3PO3和HCl，加入碘溶液，发生反应H3PO3+H2O+I2H3PO4+2HI，然后加入（NH4）3BO3溶液，与HI和H3PO4反应生成H3BO3，最后利用Na2S2O3溶液滴定为反应的I2，根据消耗的I2，计算PCl3的质量，进而确定样品中PCl3的质量分数。

(1) PCl3遇水会强烈水解生成磷酸和盐酸，化学反应方程式为：PCl3＋3H2O=H3PO3＋3HCl；

(2)①本实验要准确测定样品中PCl3的纯度，反应H3PO3＋H2O＋I2H3PO4＋2HI，磷酸中的磷来自于三氯化磷的水解，加入(NH4)3BO3，发生反应3HI＋(NH4)3BO3=3NH4I＋H3BO3，减小HI浓度，平衡右移，使H3PO3被I2充分氧化成H3PO4，生成磷酸越多，PCl3的纯度越高；

②碘遇淀粉变蓝，Na2S2O3标准溶液与碘反应，当将过量的碘消耗完，蓝色消失，则判定终点的方法为：当滴入最后一滴1.000 0 mol·L－1 Na2S2O3标准溶液时，溶液由蓝色突变为无色，且半分钟内不变色，即为到达终点；

③20.00 mL 0.5000 mol·L－1碘溶液中，碘单质的总物质的量=0.5000 mol·L－1×20.00 mL×10-3 L·mL－1=0.01000 mol，滴定时消耗的标准液的n(Na2S2O3)＝1.000 mol·L－1×12.00 mL×10－3 L·mL－1＝0.012 00 mol；根据滴定反应：I2＋2Na2S2O3=Na2S4O6＋2NaI，过量的碘单质的物质的量=n(Na2S2O3)＝×0.01200 mol＝0.00600 mol；根据反应H3PO3＋H2O＋I2H3PO4＋2HI，25.00 mL样品水解液中，与碘应的n(H3PO3)＝n(I2)=0.01000 mol－0.00600 mol＝0.00400 mol；结合反应PCl3＋3H2O=H3PO3＋3HCl，25.00 mL样品水解液中，完全发生水解的n(PCl3)＝n(H3PO3)＝0.00400 mol，500mL样品水解液中，完全发生水解的n(PCl3)＝0.00400 mol×，则原样品中w%＝×100%＝55.00%。