Question

【題目】PCl3是磷的常見氯化物，可用于半導(dǎo)體生產(chǎn)的外延、擴(kuò)散工序。有關(guān)物質(zhì)的部分性質(zhì)如下：

	熔點(diǎn)/℃	沸點(diǎn)/℃	密度/g·mL－1	其它
黃磷	44.1	280.5	1.82	2P+3Cl2(少量)2PCl3 2P+5Cl2(過量) 2PCl5
PCl3	－112	75.5	1.574	遇水生成H3PO3和HCl， 遇O2生成POCl3

如圖是實(shí)驗(yàn)室制備PCl3的裝置(部分儀器已省略)。

（1）儀器乙的名稱是________________________。

（2）實(shí)驗(yàn)室用二氧化錳和濃鹽酸反應(yīng)制備Cl2的離子方程式__________________________。實(shí)驗(yàn)過程中，為減少PCl5的生成，應(yīng)控制____________________________________。

（3）堿石灰的作用：一是防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入而使PCl3水解；二是吸收多余的Cl2，防止污染環(huán)境。寫出PCl3遇水反應(yīng)的化學(xué)方程式____________________________________。

（4）向儀器甲中通入干燥Cl2之前，應(yīng)先通入一段時(shí)間CO2排盡裝置中的空氣，其目的是________________________________________________________________________。

（5）測定產(chǎn)品中PCl3純度的方法如下：迅速稱取4.100 g產(chǎn)品，水解完全后配成500 mL溶液，取出25.00 mL加入過量的0.1000 mol·L－120.00 mL碘溶液，充分反應(yīng)后再用0.1000 mol·L－1Na2S2O3溶液滴定過量的碘，以淀粉溶液作指示劑，終點(diǎn)時(shí)消耗12.00 mL Na2S2O3溶液。已知：H3PO3+H2O+I2＝H3PO4+2HI；I2+2Na2S2O3＝2NaI+Na2S4O6；假設(shè)測定過程中沒有其它反應(yīng)。滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是：____________________________________________。根據(jù)上述數(shù)據(jù)，該產(chǎn)品中PCl3(相對分子質(zhì)量為137.5)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_________________。

Answer 1

【答案】冷凝管（或冷凝器） MnO2+4H++2Cl－ Mn2++Cl2↑+2H2O 氯氣通入的速率(或流量) PCl3+3H2O= H3PO3+ 3HCl 防止O2和水蒸氣與PCl3反應(yīng) 最后一滴標(biāo)準(zhǔn)液滴入時(shí)，溶液褪色且半分鐘內(nèi)不恢復(fù)（或由藍(lán)色變無色） 93.90%

【解析】

（1）儀器乙為冷凝管，用于冷凝蒸餾產(chǎn)物，為了使冷凝效果最好，進(jìn)水口為b，故答案為：冷凝管；

（2）實(shí)驗(yàn)室用二氧化錳和濃鹽酸加熱制備氯氣，方程式為：MnO2+4H++2Cl－Mn2++Cl2↑+2H2O；實(shí)驗(yàn)過程中，為減少PCl5的生成，應(yīng)控制氯氣的通入速率；故答案為：MnO2+4H++2Cl－Mn2++Cl2↑+2H2O；氯氣的通入速率；

（3）堿石灰的作用：一是防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入而使PCl3水解；二是吸收多余的Cl2，防止污染環(huán)境。PCl3遇水反應(yīng)的化學(xué)方程式PCl3+3H2O= H3PO3+ 3HCl；答案：PCl3+3H2O= H3PO3+ 3HCl。

（4）通入二氧化碳趕凈空氣，避免水和氧氣與三氯化磷發(fā)生反應(yīng)，故答案為：排凈裝置中的空氣，防止空氣中的水分和氧氣與PCl3反應(yīng)；

(5) 通過H3PO3+H2O+I2＝H3PO4+2HI；I2+2Na2S2O3＝2NaI+Na2S4O6；假設(shè)測定過程中沒有其它反應(yīng)。滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是：最后一滴標(biāo)準(zhǔn)液滴入時(shí)，溶液褪色且半分鐘內(nèi)不恢復(fù)（或由藍(lán)色變無色）； 0.1000molL-1碘溶液20.00mL中含有碘單質(zhì)的物質(zhì)的量為：0.1000molL-1×0.020L=0.002mol，根據(jù)反應(yīng)I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6可知，與磷酸反應(yīng)消耗的碘單質(zhì)的物質(zhì)的量為：0.002mol-0.1000molL-1×0.012L×1/2=0.0014mol，再由H3PO3+H2O+I2=H3PO4+2HI可知，25mL三氯化磷水解后的溶液中含有的H3PO3的物質(zhì)的量為：n（H3PO3）=n（I2）=0.0014mol，500mL該溶液中含有H3PO3的物質(zhì)的量為：0.0014mol×500mL/25mL=0.028mol，所以4.100g產(chǎn)品中含有的三氯化磷的物質(zhì)的量為0.028mol，該產(chǎn)品中PCl3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：137.5g/mol0.025mol/4.1g100=93.9%；答案：最后一滴標(biāo)準(zhǔn)液滴入時(shí)，溶液褪色且半分鐘內(nèi)不恢復(fù)（或由藍(lán)色變無色）；93.9%。