Question

1．PCl₃可用于半導(dǎo)體生產(chǎn)的外延、擴(kuò)散工序．有關(guān)物質(zhì)的部分性質(zhì)如下：

	熔點(diǎn)/℃	沸點(diǎn)/℃	密度/g•mL-1	其他
黃磷	44.1	280.5	1.82	2P（過(guò)量）+3Cl2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2PCl3 2P+5Cl2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2PCl5
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

（Ⅰ）制備：
如圖是實(shí)驗(yàn)室制備PCl₃的裝置（部分儀器已省略）

（1）儀器乙的名稱為冷凝管，其中與自來(lái)水進(jìn)水管連接的編號(hào)是b（填“a”或“b”）．
（2）實(shí)驗(yàn)室常用軟錳礦（MnO₂）與濃鹽酸制備Cl₂，反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O．
（3）堿石灰的作用是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．
（4）向儀器甲中通入干燥的Cl₂之前，應(yīng)先通入一段時(shí)間的CO₂，其目的是排凈裝置中的空氣，防止空氣中的水分和氧氣與PCl₃反應(yīng)．
（Ⅱ）提純：
（5）粗產(chǎn)品中常含有POCl₃、PCl₅等．加入黃磷加熱除去PCl₅后，通過(guò)蒸餾（填實(shí)驗(yàn)操作名稱），即可得到PCl₃的純品．
（Ⅲ）分析：
（6）迅速稱取5.5g產(chǎn)品，水解完全后配成500mL溶液，取出25mL，加入過(guò)量的0.1mol•L^-1碘溶液23mL，充分反應(yīng)后用0.1mol•L^-1Na₂S₂O₃溶液滴定過(guò)量的碘，消耗10mLNa₂S₂O₃溶液．
已知：H₃PO₃+H₂O+I₂=H₃PO₄+2HI；I₂+2Na₂S₂O₃=2NaI+Na₂S₄O₆；
假設(shè)測(cè)定過(guò)程中沒有發(fā)生其他反應(yīng)．根據(jù)上述數(shù)據(jù)，可計(jì)算出該產(chǎn)品中PCl₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為90.0%．

Answer 1

分析 （一）（1）儀器乙名稱從裝置中分析為冷凝管；冷凝管采用逆向通水法的冷凝效果較好；
（2）漂白粉有效成分為次氯酸鈣，次氯酸鈣與鹽酸反應(yīng)生成氯氣、氯化鈣和水，據(jù)此寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式；
（3）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；
（4）由于PCl₃遇O₂會(huì)生成POCl₃，遇水生成H₃PO₃和HCl，通入一段時(shí)間的CO₂可以排盡裝置中的空氣，防止生成的PCl₃與空氣中的O₂和水反應(yīng)；通入二氧化碳趕凈空氣，避免水和氧氣與三氯化磷發(fā)生反應(yīng)；
（二）（5）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；
（三）（6）依據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式H₃PO₃+H₂O+I₂=H₃PO₄+2HI；I₂+2Na₂S₂O₃=2NaI+Na₂S₄O₆ 計(jì)算，注意溶液體積的變化；

解答 解：（一）（1）儀器乙為冷凝管，用于冷凝蒸餾產(chǎn)物；冷凝管中通水方向?yàn)槟嫦�，即從b通水，
故答案為：冷凝管；b；
（2）漂白粉和濃鹽酸發(fā)生反應(yīng)生成氯氣的化學(xué)反應(yīng)為：Ca（ClO）₂+4HCl（濃）=CaCl₂+Cl₂↑+2H₂O，
故答案為：MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
（3）氯氣有毒，污染空氣，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，
故答案為：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；
（4）由于PCl₃遇O₂會(huì)生成POCl₃，遇水生成H₃PO₃和HCl，通入一段時(shí)間的CO₂可以排盡裝置中的空氣，防止生成的PCl₃與空氣中的O₂和水反應(yīng)；通入二氧化碳趕凈空氣，避免水和氧氣與三氯化磷發(fā)生反應(yīng)，
故答案為：排凈裝置中的空氣，防止空氣中的水分和氧氣與PCl₃反應(yīng)；
（二）（5）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，
故答為：蒸餾；
（三）（6）0.1000mol•L^-1碘溶液23.00mL中含有碘單質(zhì)的物質(zhì)的量為：0.1000mol•L^-1×0.023L=0.0023mol，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：0.0023mol-0.1000mol•L^-1×0.01L×$\frac{1}{2}$=0.0018mol，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）=0.0018mol，500mL該溶液中含有H₃PO₃的物質(zhì)的量為：0.0018mol×$\frac{500mL}{25mL}$=0.036mol，所以5.500g產(chǎn)品中含有的三氯化磷的物質(zhì)的量為0.036mol，該產(chǎn)品中PCl₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{137.5g/mol×0.036mol}{5.5g}$×100%≈90.0%，
故答案為：90.0%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)組成與含量的測(cè)定、對(duì)實(shí)驗(yàn)原理理解、氧化還原滴定、閱讀獲取信息的能力等，難度較大，是對(duì)知識(shí)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，質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)算量較大、步驟較多，是易錯(cuò)點(diǎn)．