问题 实验题

PCl3可用于半导体生产的外延、扩散工序。有关物质的部分性质如下:

 熔点/℃沸点/℃密度/g·mL-1其他
黄磷44.1280.51.822P(过量)+3Cl22PCl3;2P+5Cl2(过量)2PCl5
PCl3-11275.51.574遇水生成H3PO3和HCl,遇O2生成POCl3
POCl32105.31.675遇水生成H3PO4和HCl,能溶于PCl3
 

如图是实验室制备PCl3的装置(部分仪器已省略)。

(1)向甲中通入干燥的Cl2之前,需先通入一段时间CO2,目的是                                 

(2)实验过程中,应控制                   ,以减少PCl5的生成。

(3)粗产品品中常含有POCl3、PCl5等。加入黄磷加热除去PCl5后,通过                  (填实验操作名称),即可得到PCl3的纯品。

(4)已知:a.H3PO3+H2O+I2 H3PO4+2HI;b.(NH4)3BO3溶液可与HI和H3PO4反应生成H3BO3(弱酸);c.Na2S2O3溶液可定量测定碘:I2+2Na2S2O3→Na2S4O6+2NaI

①测定产品中PCl3质量分数的实验如下,请补充相应的实验步骤:

步骤1:迅速移取m g产品,水解完全后在500mL容量瓶中定容。

步骤2:从容量瓶中移取25.00mL溶液置于锥形瓶中。

步骤3:准确加入c1 mol/L碘溶液V1 mL(过量),再                               

步骤4:用标准Na2S2O3溶液回滴过量的碘,将近终点时加入3 mL淀粉溶液,继续滴至终点(蓝色溶液褪色);滴至终点时消耗c2 mol/L Na2S2O3溶液V2 mL。

②根据上述数据,该产品中PCl3的质量分数为                (用含字母的代数式表示)。

答案

(1)除去装置中空气,防止生成的PCl3与空气中的O2和水反应 (2)氯气的通入量

(3)蒸馏 (4)①迅速加入足量的(NH4)3BO3;  ②

题目分析:(1)根据题给信息:PCl3遇水生成H3PO3和HCl,遇O2会生成POCl3,通入一段时间的CO2可以除去装置中空气,防止生成的PCl3与空气中的O2和水反应;(2)由磷与氯气的反应可知,氯气过量生成PCl5,应控制氯气的通入量,以减少PCl5的生成;(3)由信息可知,POCl3与PCl3都是液体,沸点相差较大,可以用蒸馏的方法进行分离;(4)由题给信息及实验步骤可知,该实验原理为:利用PCl3遇水生成H3PO3和HCl,加入碘溶液,发生反应H3PO3+H2O+I2H3PO4+2HI,然后加入(NH43BO3溶液,与HI和H3PO4反应生成H3BO3,最后利用Na2S2O3溶液滴定为反应的I2,根据消耗的I2,计算PCl3的质量,进而确定样品中PCl3的质量分数;①、步骤3:准确加入c1mol•L-1碘溶液V1 mL(过量),再迅速加入足量(NH43BO3溶液;②滴定剩余的I2消耗Na2S2O3物质的量为c2V2×10-3mol,由I2+2Na2S2O3=Na2S4O6+2NaI剩余的I2为1/2c2V2×10-3mol,所以与H3PO3反应的I2为(c1V1×10-3-1/2c2V2×10-3) mol,根据关系式PCl3~H3PO3~I2可知,mg产品中PCl3的质量为(c1V1×10-3-1/2c2V2×10-3)×20×137.5g; PCl3的质量分数为

单项选择题
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