Question

【題目】氯、磷的化合物廣泛用于農(nóng)藥、醫(yī)藥、染料等領(lǐng)域。

(1)PCl3與氯氣、水反應(yīng)，得到HCl氣體和一種無色透明有刺激性臭味的液體X，實驗測定，1 mol的H2O完全反應(yīng)會生成2 mol的HCl，則X的組成元素是______________；已知X的相對分子質(zhì)量為153.5，則X的化學式為________________。

(2)X在高溫與O2發(fā)生反應(yīng)，形成P4O10（固態(tài)）和Cl2。將3.07 g X與448 mLO2（已折算至標準狀況，下同）在高溫下充分反應(yīng)后，生成Cl2____mol，氣體的體積將變?yōu)?/span>_____mL。

(3)白磷在氯氣中燃燒，一般得到PCl3和PCl5的混合物。2.48 g白磷(P4)，與一定量的氯氣恰好完全反應(yīng)，產(chǎn)物的總質(zhì)量為14.55 g，計算產(chǎn)物中PCl3的質(zhì)量分數(shù)____________（保留3小數(shù)）。

Answer 1

【答案】磷、氧、氯 POCl3 0.03 784 0.284

【解析】

(1)根據(jù)信息：PCl3與氯氣、水反應(yīng)，得到HCl氣體和X，1mol的H2O完全反應(yīng)會生成2mol的HCl，反應(yīng)方程式應(yīng)為xPCl3+H2O+yCl2=2HCl+xX，根據(jù)原子守恒知道X中含有磷、氧、氯三種元素。反應(yīng)中氯氣被還原，則P元素被氧化成+5價，再結(jié)合X的相對分子質(zhì)量為153.5可得X的化學式為POCl3；
(2)POCl3在高溫與O2發(fā)生反應(yīng)，形成P4O10（固態(tài)）和Cl2，該反應(yīng)中O2被還原，Cl元素被氧化，結(jié)合電子守恒和元素守恒可得方程式為：4POCl3+3O2=P4O10+6Cl2；

將3.07g即0.02molPOCl3，與448mL即0.02molO2在高溫下充分反應(yīng)后，POCl3全部反應(yīng)，O2有剩余，生成Cl2的量按照POCl3進行計算，根據(jù)方程式可知Cl2的物質(zhì)的量是0.03mol，消耗氧氣是0.025mol，剩余氧氣是0.005mol，氣體的體積將從0.02mol變?yōu)?/span>0.005mol+0.03mol=0.035mol，體積是0.035mol×22.4L/mol=0.784L=784mL；

(3)白磷在氯氣中燃燒，設(shè)得到PCl3和PCl5的物質(zhì)的量分別是xmol、ymol，則x+y=×4=0.08，137.5x+208.5y=14.550，解得x=0.03mol，y=0.05mol，則三氯化磷的質(zhì)量分數(shù)=×100%=28.4%=0.284。