Question

(14分)半導(dǎo)體生產(chǎn)中常需要控制摻雜，以保證控制電阻率。三氯化磷(PCl3)是一種重要的摻雜劑。實驗室要用黃磷(即白磷)與干燥的Cl2模擬工業(yè)生產(chǎn)制取PCl3，裝置如下圖所示:(部分夾持裝置略去)

已知黃磷與少量Cl2反應(yīng)生成PCl3，與過量Cl2反應(yīng)生成PCl5 PCl3遇水會強烈水解生成 H3PO3和HC1。遇O2會生成POCl3，POCl3溶于PCl3，PCl3、POCl3的熔沸點見下表：

物質(zhì)	熔點/℃	沸點/℃
PCl3	-112	75.5
POCl3	2	105.3

請回答下列問題：

（1）A裝置中制氯氣的離子方程式為 。

（2）B中所裝試劑是 ，

E中冷水的作用是 ，

F中堿石灰的作用是____ 。_

（3）實驗時，檢査裝置氣密性后，先打開K3通入干燥的CO2，再迅速加入黃磷。通干燥CO2的作用是 。

（4）粗產(chǎn)品中常含有POCl3、PCl5等。加入黃磷加熱除去PCl5后.通過_____(填實驗操作名稱)，即可得到較純凈的PCl3。

（5）通過下面方法可測定產(chǎn)品中PCl3的質(zhì)量分數(shù)

①迅速稱取1.00 g產(chǎn)品，加水反應(yīng)后配成250 mL溶液；

②取以上溶液25.00 mL，向其中加入10.00 mL 0.1000 mol·L－1碘水，充分反應(yīng)；

③向②所得溶液中加入幾滴淀粉溶液，用0.1000 mol·L－1的Na2S2O3，溶液滴定②重復(fù)②、③操作，平均消耗Na2S2O3，溶液8.40 mL

已知：H3PO3＋H2O＋I2 =H3PO4＋2HI，I2＋2Na2S2O3 = 2NaI＋Na2S4O6，假設(shè)測定過程中沒有其他反應(yīng)。根據(jù)上述數(shù)據(jù)，該產(chǎn)品中PC13的質(zhì)量分數(shù)為_______。

Answer 1

(14分)

（1）MnO2＋4H＋＋2Cl－ Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O

（2）濃HSO4；冷凝PCl3防止其揮發(fā)；吸收多余的氯氣，防止空氣中的H2O進入燒瓶和PCl3 反應(yīng)

（3）排盡裝置中的空氣，防止白磷自燃； （4）蒸餾 （5）79.75%

【解析】

試題分析：（1）實驗室用MnO2 和濃鹽酸反應(yīng)制取氯氣，生成氯氣、氯化錳和水化學反應(yīng)的離子方程式為MnO2＋4H＋＋2Cl－ Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O。

（2）PCl3遇水會強烈水解生成 H3PO3和HC1，所以必須對氯氣進行干燥，B中所裝試劑是濃硫酸，用來干燥氯氣，PCl3 的沸點為75.5 ℃，所以E中冷水的作用是冷凝PCl3防止其揮發(fā)，氯氣有毒，不能排放到空氣中，同時PCl3遇水會強烈水解生成 H3PO3和HC1，所以F中堿石灰的作用是吸收多余的氯氣，防止空氣中的H2O進入燒瓶和PCl3 反應(yīng)。

（3）PCl3遇O2會生成POCl3， 為了排盡裝置中的空氣，防止白磷自燃，實驗時，檢査裝置氣密性后，先打開K3通入干燥的CO2，再迅速加入黃磷。

（4）根據(jù)表中提供的信息，P0Cl3溶于PCl3而它們的沸點不同，所以采用蒸餾的方法可以將其分離。

（5）Na2S2O3，溶液8.40 mL的物質(zhì)的量為0.1×0.0084=0.00084 mol，碘的物質(zhì)的量為0.01 L ×0.1000 mol·L－1=0.001 mol，根據(jù)化學反應(yīng)：H3PO3＋H2O ＋I2 = H3PO4＋2HI， I2＋2Na2S2O3 = 2NaI＋Na2S4O6，

0.00058 (0.001-0.00042) 0.00042 0.00084

根據(jù)磷原子守恒，PCl3 的物質(zhì)的量為0.00058 mol，

所以該產(chǎn)品中PC13的質(zhì)量分數(shù)為=(0.00058×10×147.5)÷1×100%=79.75%。

考點：考查氯氣的實驗室制法，工業(yè)制備PCl3 的實驗操作基本流程。

考點分析： 考點1：物質(zhì)的制備 考點2：氮族元素 考點3：鹵素 試題屬性

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