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 | 44.1 | 280.5 | 1.82 | 2P(过量)+3Cl22PCl3;2P+5Cl22PCl5 |
PCl3 | —112 | 75.5 | 1.574 | 遇水生成H3PO3和HCl,遇O2生成POCl3 |
POCl3 | 2 | 105.3 | 1.675 | 遇水生成H3PO4和HCl,能溶于PCl3 |
(一)制备:RU 图是实验室制备PCl3的装置(部分仪器已省略)
(1)仪器乙的名称____________。
(2)实验室用漂白粉加浓盐酸制备Cl2的化学方程式:_______________________ 。
(3)碱石灰的作用是____________________。
(4)向仪器甲中通入干燥Cl2之前,应先通入一 段时间的CO2,其目的是____________________。
(二)提纯:
(5)粗产品中常含有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。
(三)分析:
测定产品中PCl3纯度的方法如下:迅速称取4.200 g产品,水解完全后配成500mL溶液,取出25.00mL加入过量的0.1000 mol/L 20.00 mL 碘溶液,充分反应后再用0.1000 mol/L Na2S2O3溶液滴定过量的碘,终点时消耗10.00 mL Na2S2O3溶液。
已知:H3PO3+H2O+I2=H3PO4+2HI;I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6;假设测定过程中没有其他反应。
(6)根据上述数据,该产品中PCl3的质量分数为____________________ 。若滴定终点时俯视读数,则PCl3的质量分数_______(偏大、偏小、或无影响)
(1)冷凝管 (2)Ca(ClO)2+4HCl = CaCl2+2H2O +2Cl2↑
(3)吸收多余的Cl2,防止污染环境; 防止空气中的水分进入,影响产品纯度。
(4)排尽装置中的空气,防止O2和水与PCl3反应
(5)蒸馏
(6)98.21% 偏大
题目分析:(1)仪器乙名称为:冷凝管;(2)实验室制备氯气用漂白粉和浓盐酸反应生成氯化钙、氯气和水,反应的化学方程式为Ca(ClO)2+4HCl = CaCl2+2H2O +2Cl2↑;(3)氯气有毒,污染空气,碱石灰吸收多余氯气防止污染空气,防止空气中的水蒸气进入影响产品纯度;(4)根据题给信息知,PCl3遇O2会生成POCl3,遇水生成H3PO3和HCl,通入一段时间的CO2可以排尽装置中的空气,防止生成的PCl3与空气中的O2和水反应;(5) 由信息可知,POCl3与PCl3都是液体,沸点相差较大,故可以用蒸馏的方法进行分离;(6)H3PO3+H2O+I2=H3PO4+2HI;I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6,依据化学方程式可知H3PO3物质的量和PCl3的物质的量相同,和25ml H3PO3溶液反应的碘单质物质的量为(0.1000 mol/L×0.020L —1/2×0.1000 mol/L×0.010L)=0.0015mol,500ml溶液中PCl3的物质的量=H3PO3物质的量=碘单质物质的量为0.0015mol×20=0.03mol,PCl3质量为4.125g,该产品中PCl3的质量分数为4.125/4.20×100%=98.21%;若滴定终点时俯视读数,所读Na2S2O3溶液的体积偏小,计算剩余的碘偏小,则PCl3的质量分数偏大。