9.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(shí)驗(yàn)室要用黃磷(即白磷)與干燥的Cl2模擬工業(yè)生產(chǎn)制取PCl3,裝置如圖所示:(部分夾持裝置略去)
已知:①黃磷與少量Cl2反應(yīng)生成PCl3,與過量Cl2反應(yīng)生成PCl5;
②PCl3遇水會(huì)強(qiáng)烈水解生成 H3PO3和HC1;
③PCl3遇O2會(huì)生成POCl3,POCl3溶于PCl3;
④PCl3、POCl3的熔沸點(diǎn)見下表:
物質(zhì)熔點(diǎn)/℃沸點(diǎn)/℃
PCl3-11275.5
POCl32105.3
請回答下列問題:
(1)A裝置中制氯氣的離子方程式為MnO2+4H++2Cl-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn2++Cl2↑+2H2O;
(2)裝置F的名稱是球形干燥管,其中裝的堿石灰的作用是吸收多余的氯氣、防止空氣中的H2O進(jìn)入燒瓶和PCl3 反應(yīng);
(3)實(shí)驗(yàn)時(shí),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的作用是排盡裝置中的空氣,防止白磷自燃;
(4)粗產(chǎn)品中常含有POCl3、PCl5等.加入黃磷加熱除去PCl5后,通過蒸餾(填實(shí)驗(yàn)操作名稱),即可得到較純凈的PCl3;
(5)實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí),可以利用C中的試劑吸收多余的氯氣,C中反應(yīng)的離子方程式為Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+2H2O;
(6)通過下面方法可測定產(chǎn)品中PCl3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)
①迅速稱取1.00g產(chǎn)品,加水反應(yīng)后配成250mL溶液;
②取以上溶液25.00mL,向其中加入10.00mL 0.1000mol•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0.1000mol•L-1的Na2S2O3,溶液滴定;
③重復(fù)②、③操作,平均消耗Na2S2O3溶液8.40ml.
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PCl3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為79.75%.

分析 實(shí)驗(yàn)室要用黃磷(白磷)與干燥的Cl2模擬工業(yè)生產(chǎn)制取PCl3流程為:A裝置濃鹽酸和二氧化錳二者反應(yīng)生成氯化錳、氯氣和水,制得氯氣,因PCl3遇水會(huì)強(qiáng)烈水解,所以氯氣需干燥,B裝置利用濃硫酸干燥氯氣,利用二氧化碳排盡裝置中的空氣,防止黃磷(白磷)自燃,PCl3沸點(diǎn)為75.5℃,利用E裝置防止PCl3揮發(fā)(冷凝),因尾氣中含有有毒氣體氯氣,且空氣中水蒸氣可能進(jìn)入裝置,所以用F裝置利用堿石灰吸收多余的Cl2,防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入燒瓶和PCl3反應(yīng),
(1)A裝置中二氧化錳和濃鹽酸反應(yīng)制取氯氣,據(jù)此書寫離子反應(yīng)方程式;
(2)根據(jù)裝置圖可知,F(xiàn)的名稱是球形干燥管,氯氣為酸性氣體,需用酸性干燥劑干燥,堿石灰吸收多余氯氣防止污染空氣,防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入影響產(chǎn)品純度;
(3)白磷能自燃,通入二氧化碳趕凈空氣;
(4)依據(jù)物質(zhì)的沸點(diǎn)數(shù)值不同,可以利用蒸餾的方法分離出三氯化磷;
(5)氫氧化鈉與氯氣反應(yīng)生成氯化鈉和次氯酸鈉;
(6)依據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式H3PO3+H2O+I2=H3PO4+2HI、I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6 可知n(H3PO3)=n(I2-n(Na2S2O3)×$\frac{1}{2}$,25mL溶液中H3PO3的物質(zhì)的量等于三氯化磷的物質(zhì)的量,再求出三氯化磷的總物質(zhì)的量和質(zhì)量,然后求出質(zhì)量分?jǐn)?shù).

解答 解:實(shí)驗(yàn)室要用黃磷(白磷)與干燥的Cl2模擬工業(yè)生產(chǎn)制取PCl3流程為:A裝置濃鹽酸和二氧化錳二者反應(yīng)生成氯化錳、氯氣和水,制得氯氣,因PCl3遇水會(huì)強(qiáng)烈水解,所以氯氣需干燥,B裝置利用濃硫酸干燥氯氣,K3利用二氧化碳排盡裝置中的空氣,防止黃磷(白磷)自燃,PCl3沸點(diǎn)為75.5℃,利用E裝置防止PCl3揮發(fā)(冷凝),因尾氣中含有有毒氣體氯氣,且空氣中水蒸氣可能進(jìn)入裝置,所以用F裝置利用堿石灰吸收多余的Cl2,防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入燒瓶和PCl3反應(yīng),
(1)A裝置中,加熱條件下,濃鹽酸和二氧化錳二者反應(yīng)生成氯化錳、氯氣和水,離子方程式為MnO2+4H++2Cl-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn2++Cl2↑+2H2O,
故答案為:MnO2+4H++2Cl-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn2++Cl2↑+2H2O;
(2)根據(jù)裝置圖可知,F(xiàn)的名稱是球形干燥管,因PCl3遇水會(huì)強(qiáng)烈水解,所以氯氣需干燥,氯氣和濃硫酸不反應(yīng),所以能用濃硫酸干燥氯氣,因尾氣中含有有毒氣體氯氣,且空氣中水蒸氣可能進(jìn)入裝置,所以用F裝置利用堿石灰吸收多余的Cl2,防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入燒瓶和PCl3反應(yīng),
故答案為:球形干燥管;吸收多余的氯氣、防止空氣中的H2O進(jìn)入燒瓶和PCl3 反應(yīng);
(3)通入一段時(shí)間的CO2可以排盡裝置中的空氣,防止白磷與空氣中的氧氣發(fā)生自燃,故答案為:排盡裝置中的空氣,防止白磷自燃;
(4)由信息可知,POCl3與PCl3都是液體,沸點(diǎn)相差較大,故可以用蒸餾的方法進(jìn)行分離,故答案為:蒸餾;
(5)氫氧化鈉與氯氣反應(yīng)生成氯化鈉和次氯酸鈉:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+2H2O,故答案為:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+2H2O;
(6)0.1000mol•L-1碘溶液10.00mL中含有碘單質(zhì)的物質(zhì)的量為:0.1000mol•L-1×0.0100L=0.00100mol,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:0.00100mol-0.1000mol•L-1×0.00084L×$\frac{1}{2}$=0.00058mol,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)=0.00058mol,250mL該溶液中含有H3PO3的物質(zhì)的量為:0.00058mol×$\frac{250mL}{25mL}$=0.0058mol,所以1.00g產(chǎn)品中含有的三氯化磷的物質(zhì)的量為0.0058mol,該產(chǎn)品中PCl3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:$\frac{137.5g/mol×0.0058mol}{1g}$×100%=79.75%,
故答案為:79.75%.

點(diǎn)評 本題考查閱讀獲取信息的能力、對實(shí)驗(yàn)原理理解等,題目難度較大,是對知識的綜合運(yùn)用,理解實(shí)驗(yàn)原理是解題的關(guān)鍵,需要學(xué)生具有扎實(shí)的基礎(chǔ)與綜合運(yùn)用分析解決問題的能力,注意題中信息PCl3遇O2會(huì)生成POCl3,POCl3溶于PCl3,PCl3遇水會(huì)強(qiáng)烈水解生成H3PO3和HCl.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

1.下列關(guān)于各圖的說法,正確的是(  )
A.①中陽極處能產(chǎn)生使?jié)駶櫟矸跭I試紙變藍(lán)的氣體
B.②中待鍍鐵制品應(yīng)與電源正極相連
C.③中鋼閘門應(yīng)與外接電源的正極相連,稱為犧牲陽極的陰極保護(hù)法
D.④中的離子交換膜可以避免生成的Cl2與NaOH溶液反應(yīng)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

2.常溫下,下列各組離子在指定溶液中一定能大量共存的是( 。
①加入鋁粉只有氫氣產(chǎn)生的溶液中:Na+、SO42-、NO3-、Mg2+
②pH=11的溶液中:CO32-、Na+、AlO2-、NO3-、S2-、SO32-
③水電離的H+濃度為10-12mol•L-1的溶液中:Cl-、CO32-、NO3-、SO32-
④加入Mg能放出H2的溶液中:Mg2+、NH4+、Cl-、K+、SO42-
⑤使甲基橙變黃的溶液中:Fe2+、MnO4-、NO3-、Na+、SO42-
⑥中性溶液中:Fe3+、Na+、NO3-、Cl-
A.①③⑤B.②④C.①②④D.②④⑥

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:計(jì)算題

19.將一定量的氫氣在氯氣中燃燒,所得混合物用40g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%的氫氧化鈉溶液恰好完全吸收.得到7.45g次氯酸鈉.問:
(1)燃燒后剩余氯氣的物質(zhì)的量是多少?
(2)原來氫氣和氯氣的質(zhì)量比是多少?

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

4.蛇紋石可用于生產(chǎn)氫氧化鎂,簡要工藝流程如下:
Ⅰ.制取粗硫酸鎂:用酸液浸泡蛇紋石礦粉,過濾;并在常溫常壓下結(jié)晶,制得粗硫酸鎂(其中常含有少量
Fe3+、Al3+、Fe2+等雜質(zhì)離子).
Ⅱ.提純粗硫酸鎂:將粗硫酸鎂在酸性條件下溶解,加入適量的0.1 mol/L H2O2溶液,再調(diào)節(jié)溶液pH至7~8,并分離提純.
Ⅲ.制取氫氧化鎂:向步驟Ⅱ所得溶液中加入過量氨水.
已知:金屬離子氫氧化物沉淀所需pH如下表所示:
Fe3+Al3+Fe2+Mg2+
開始沉淀時(shí)1.53.36.59.4
沉淀完全時(shí)3.75.29.712.4
(1)步驟Ⅱ中,可用于調(diào)節(jié)溶液pH至7~8的最佳試劑是A(填字母序號).
A.MgO  B.Na2CO3  C.蒸餾水
(2)工業(yè)上,常通過測定使鐵氰化鉀(K3[Fe(CN)6])溶液不變色所需H2O2溶液的量來確定
粗硫酸鎂中Fe2+的含量.已知,測定123 g粗硫酸鎂樣品所消耗的0.1 mol/L H2O2溶液的體積如下表所示:
 平行測定數(shù)據(jù)平均值 
實(shí)驗(yàn)編號1234 
消耗H2O2溶液的體積/mL0.320.300.300.320.31
(3)工業(yè)上常以Mg2+的轉(zhuǎn)化率為考察指標(biāo),確定步驟Ⅲ制備氫氧化鎂工藝過程的適宜條件.其中,反應(yīng)溫度與Mg2+轉(zhuǎn)化率的關(guān)系如圖所示.
①步驟Ⅲ中制備氫氧化鎂反應(yīng)的離子方程式為Mg2++2NH3•H2O═Mg(OH)2↓+2NH4+
②根據(jù)圖中所示50℃前溫度與Mg2+轉(zhuǎn)化率之間的關(guān)系,可判斷此反應(yīng)是吸熱(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng).
③圖中,溫度升高至50℃以上Mg2+轉(zhuǎn)化率下降的可能原因是溫度過高時(shí),氨水受熱分解,濃度降低,Mg2+轉(zhuǎn)化率下降.
④Ksp表示沉淀溶解平衡的平衡常數(shù).已知:
Mg(OH)2(s)?Mg2+(aq)+2OH-(aq) Ksp=c(Mg2+)•c2(OH-)=5.6×10-12
Ca(OH)2(s)?Ca2+(aq)+2OH-(aq) Ksp=c(Ca2+)•c2(OH-)=4.7×10-6
若用石灰乳替代氨水,能(填“能”或“不能”)制得氫氧化鎂,理由是Mg(OH)2的溶解度小于Ca(OH)2,可發(fā)生沉淀的轉(zhuǎn)化.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

14.青蒿素,是烴的含氧衍生物,為無色針狀晶體,易溶于丙酮、氯仿和苯中,在甲醇、乙醇、乙醚、石油醚中可溶解,在水中幾乎不溶,熔點(diǎn)為156~157℃,熱穩(wěn)定性差,青蒿素是高效的抗瘧藥.已知:乙醚沸點(diǎn)為35℃.從青蒿中提取青蒿素的方法之一是以萃取原理為基礎(chǔ)的,主要有乙醚浸取法和汽油浸取法.乙醚浸取法的主要工藝為如圖1:

請回答下列問題:
(1)對青蒿進(jìn)行干燥破碎的目的是增大青蒿與乙醚的接觸面積,提高青蒿素的浸取率.
(2)操作I需要的玻璃儀器主要有:燒杯、漏斗、玻璃棒,為加速操作I的進(jìn)行,最好采用抽濾或減壓過濾的方法,操作Ⅱ的名稱是蒸餾.
(3)操作Ⅲ的主要過程可能是B(填字母).
A.加水溶解,蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶
B.加95%的乙醇,濃縮、結(jié)晶、過濾
C.加入乙醚進(jìn)行萃取分液
(4)用如圖2實(shí)驗(yàn)裝置測定青蒿素分子式的方法如下:
將28.2g青蒿素樣品放在硬質(zhì)玻璃管C中,緩緩?fù)ㄈ肟諝鈹?shù)分鐘后,再充分燃燒,精確測定裝置E和F實(shí)驗(yàn)前后的質(zhì)量,根據(jù)所測數(shù)據(jù)計(jì)算.
①裝置E中盛放的物質(zhì)是CaCl2或P2O5,裝置F中盛放的物質(zhì)是堿石灰.
②該實(shí)驗(yàn)裝置可能會(huì)產(chǎn)生誤差,造成測定含氧量偏低,改進(jìn)方法是在裝置F后連接一個(gè)防止空氣中的CO₂和水蒸氣進(jìn)入F的裝置.
③用合理改進(jìn)后的裝置進(jìn)行試驗(yàn),稱得:
裝置實(shí)驗(yàn)前/g實(shí)驗(yàn)后/g
E22.642.4
F80.2146.2
則測得青蒿素的最簡式是C15H22O5
(5)某學(xué)生對青蒿素的性質(zhì)進(jìn)行探究.將青蒿素加入含有NaOH、酚酞的水溶液中,青蒿素的溶解量較小,加熱并攪拌,青蒿素的溶解量增大,且溶液紅色變淺,說明青蒿素與C(填字母)具有相同的性質(zhì).
A.乙醇         B.乙酸           C.乙酸乙酯        D.葡萄糖
(6)某科研小組經(jīng)多次提取青蒿素實(shí)驗(yàn)認(rèn)為用石油醚做溶劑較為適宜,實(shí)驗(yàn)中通過控制其他實(shí)驗(yàn)條件不變,來研究原料的粒度、提取時(shí)間和提取溫度對青蒿素提取速率的影響,其結(jié)果如圖3所示,由圖可知控制其他實(shí)驗(yàn)條件不變,采用的最佳粒度、時(shí)間和溫度為B.
A.80目、100分鐘、50℃B.60目、120分鐘、50℃C.60目、120分鐘、55℃

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

1.肼(N2H4)是火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料,它與N2O4反應(yīng)時(shí),N2O4為氧化劑,生成氮?dú)夂退魵猓阎篘2(g)+2O2(g)═N2O4(g)△H=+8.7kJ/mol,N2H4(g)+O2(g)═N2(g)+2H2O(g)△H=-534.0kJ/mol,下列表示肼跟N2O4反應(yīng)的熱化學(xué)方程式,正確的是( 。
A.2N2H4(g)+N2O4(g)═3N2(g)+4H2O(g)△H=-542.7 kJ/mol
B.2N2H4(g)+N2O4(g)═3N2(g)+4H2O(g)△H=-1 059.3 kJ/mol
C.2N2H4(g)+N2O4(g)═3N2(g)+4H2O(g)△H=+1 076.7 kJ/mol
D.N2H4(g)+$\frac{1}{2}$N2O4(g)═$\frac{3}{2}$N2(g)+2H2O(g)△H=-538.35kJ/mol

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

18.下表是元素周期表的一部分,針對表中的①~⑨種元素,填寫下列空白:
    主族
周期
ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA0族
2
3
4
(1)在這些元素中,化學(xué)性質(zhì)最不活潑的是:Ar(填具體元素符號).
(2)在最高價(jià)氧化物的水化物中,酸性最強(qiáng)的化合物的分子式是HClO4,堿性最強(qiáng)的化合物的電子式是:KOH.
(3)最高價(jià)氧化物是兩性氧化物的元素是Al;寫出它的最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物與⑨的最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物反應(yīng)的離子方程式Al(OH)3+OH-=AlO2-+H2O.
(4)用電子式表示元素⑨與⑥的化合物的形成過程:,該化合物屬于離子(填“共價(jià)”或“離子”)化合物.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

19.若甲、乙、丙三種物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系是甲?乙?丙,則甲、丙不可能是(  )
A.Cl2   O2B.Al(OH)3    AlCl3C.FeCl3  Fe(OH)3D.NaOH   Na2CO3

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