Question

13．三氯化氧磷（POCl₃）是一種重要的化工原料，常用作半導(dǎo)體摻雜劑，實驗室制取POCl₃并測定產(chǎn)品含量的實驗過程如下：
I．制備POCl₃
采用氧氣氧化液態(tài)的PCl₃法，實驗裝置（加熱及夾持裝置省略）及相關(guān)信息如下：

物質(zhì)	熔點/℃	沸點/℃	相對分子質(zhì)量	其他
PCl3	-112.0	76.0	137.5	均為無色液體，遇水均劇烈水解為含氧酸和氯化氫，兩者互溶
POCl3	2.0	106.0	153.5

（1）儀器a的名稱為冷凝管；
（2）裝置C中生成POCl₃的化學(xué)方程式為PCl₃+H₂O₂=POCl₃+H₂O；
（3）實驗中需控制通入O₂的速率，對此采取的操作是控制分液漏斗中雙氧水的加入量；
（4）裝置B的作用除觀察O₂的流速之外，還有平衡氣壓、干燥氧氣；
（5）反應(yīng)溫度應(yīng)控制在60～65℃，原因是溫度過低，反應(yīng)速率小，溫度過高，三氯化磷會揮發(fā)，影響產(chǎn)物純度；
II．測定POCl₃產(chǎn)品含量的實驗步驟：
①實驗I結(jié)束后，待三頸燒瓶中液體冷卻到室溫，準確稱取16.725g POCl₃產(chǎn)品，置于盛有60.00mL蒸餾水的水解瓶中搖動至完全水解，將水解液配成100.00mL溶液
②取10.00mL溶液于錐形瓶中，加入10.00mL 3.5mol/L AgNO₃標準溶液（Ag⁺+Cl^-=AgCl↓）
③加入少量硝基苯（硝基苯密度比水大，且難溶于水）
④以硫酸鐵溶液為指示劑，用0.2mol/L KSCN溶液滴定過量的AgNO₃溶液（Ag⁺+SCN^-=AgSCN↓），到達終點時共用去10.00mL KSCN溶液．
（6）達到終點時的現(xiàn)象是溶液變紅色；
（7）測得產(chǎn)品中n（POCl₃）=0.11mol；
（8）已知K_sp（AgCl）＞K_sp（AgSCN），據(jù)此判斷，若取消步驟③，測定結(jié)果將偏低．（填偏高，偏低，或不變）

Answer 1

分析 I．A裝置中用雙氧水與二氧化錳反應(yīng)生成氧氣，通過加入雙氧水的量，可以控制產(chǎn)生氧氣的速率，氧氣中含有水蒸氣用濃硫酸除去，所以B裝置中裝濃硫酸，裝置B中有上頸漏斗，可以平衡裝置內(nèi)外的壓強，起安全瓶的作用，純凈的氧氣與三氯化磷反應(yīng)生成POCl₃，為了控制反應(yīng)速率且要防止三氯化磷會揮發(fā)，反應(yīng)的溫度控制在60～65℃，所以裝置C中用水浴，為防止POCl₃揮發(fā)，用冷凝管a進行冷凝回流，POCl₃遇水均劇烈水解為含氧酸和氯化氫，所以為防止空氣中水蒸汽進入裝置，同時吸收尾氣，所以在裝置的最后連有堿石灰的干燥管；
II．測定POCl₃產(chǎn)品含量，用POCl₃與水反應(yīng)生成氯化氫，然后用硝酸銀標準溶液沉淀溶液中的氯離子，KSCN溶液滴定過量的AgNO₃溶液，根據(jù)KSCN的物質(zhì)的量可計算出溶液中剩余的AgNO₃，結(jié)合AgNO₃的總物質(zhì)的量得知與氯離子反應(yīng)的硝酸銀，進而計算出溶液中氯離子的物質(zhì)的量，根據(jù)元素守恒可計算出樣品中POCl₃的質(zhì)量，進而確定POCl₃的質(zhì)量分數(shù)，據(jù)此答題．

解答 解：I．A裝置中用雙氧水與二氧化錳反應(yīng)生成氧氣，通過加入雙氧水的量，可以控制產(chǎn)生氧氣的速率，氧氣中含有水蒸氣用濃硫酸除去，所以B裝置中裝濃硫酸，裝置B中有上頸漏斗，可以平衡裝置內(nèi)外的壓強，起安全瓶的作用，純凈的氧氣與三氯化磷反應(yīng)生成POCl₃，為了控制反應(yīng)速率且要防止三氯化磷會揮發(fā)，反應(yīng)的溫度控制在60～65℃，所以裝置C中用水浴，為防止POCl₃揮發(fā)，用冷凝管a進行冷凝回流，POCl₃遇水均劇烈水解為含氧酸和氯化氫，所以為防止空氣中水蒸汽進入裝置，同時吸收尾氣，所以在裝置的最后連有堿石灰的干燥管，
（1）根據(jù)裝置圖可知，儀器a的名稱為 冷凝管，
故答案為：冷凝管；
（2）裝置C中生成POCl₃的化學(xué)方程式為PCl₃+H₂O₂=POCl₃+H₂O，
故答案為：PCl₃+H₂O₂=POCl₃+H₂O；
（3）實驗中控制通入O₂的速率的操作是控制分液漏斗中雙氧水的加入量，
故答案 為：控制分液漏斗中雙氧水的加入量； 
（4）裝置B中裝有濃硫酸，其作用是觀察O₂的流速、平衡氣壓、干燥氧氣，
故答案為：平衡氣壓、干燥氧氣；
（5）根據(jù)上面的分析可知，反應(yīng)溫度應(yīng)控制在60～65℃，原因是溫度過低，反應(yīng)速率小，溫度過高，三氯化磷會揮發(fā)，影響產(chǎn)物純度，
故答案為：溫度過低，反應(yīng)速率小，溫度過高，三氯化磷會揮發(fā)，影響產(chǎn)物純度；
II．測定POCl₃產(chǎn)品含量，用POCl₃與水反應(yīng)生成氯化氫，然后用硝酸銀標準溶液沉淀溶液中的氯離子，KSCN溶液滴定過量的AgNO₃溶液，根據(jù)KSCN的物質(zhì)的量可計算出溶液中剩余的AgNO₃，結(jié)合AgNO₃的總物質(zhì)的量得知與氯離子反應(yīng)的硝酸銀，進而計算出溶液中氯離子的物質(zhì)的量，根據(jù)元素守恒可計算出樣品中POCl₃的質(zhì)量，進而確定POCl₃的質(zhì)量分數(shù)，
（6）以硫酸鐵溶液為指示劑，用 KSCN溶液滴定過量的AgNO₃溶液達到終點時的現(xiàn)象是溶液變紅色，
故答案為：溶液變紅色；
（7）KSCN的物質(zhì)的量為0.2mol/L×0.01L=0.002mol，根據(jù)反應(yīng)Ag⁺+SCN^-=AgSCN↓，可知溶液中剩余的銀離子的物質(zhì)的量為0.002mol，POCl₃與水反應(yīng)生成氯化氫的物質(zhì)的量為3.5×0.01mol-0.002mol=0.033mol，即1.6725g POCl₃產(chǎn)品中POCl₃的物質(zhì)的量為0.011mol，所以產(chǎn)品中n（POCl₃）=0.11mol，
故答案為：0.11mol；
（8）加入少量硝基苯可以使生成的氯化銀沉淀離開溶液，如果不加硝基苯，在水溶液中部分氯化銀可以轉(zhuǎn)化成AgSCN，已知K_sp（AgCl）＞K_sp（AgSCN），使得實驗中消耗的AgSCN偏多，根據(jù)（7）的計算原理可知，會使測定結(jié)果將偏低，
故答案為：偏低．

點評 本題考查物質(zhì)制備，為高頻考點，涉及含量的測定、物質(zhì)制備、基本實驗操作、儀器使用及名稱等知識點，明確實驗原理及實驗基本操作方法是解本題關(guān)鍵，注意結(jié)合實驗?zāi)康慕獯�，知道裝置圖中發(fā)生的反應(yīng)及注意事項，題目難度中等．