Question

【題目】三氯化氧磷(POCl3)常用作半導體摻雜劑，實驗室制取POCl3并測定產(chǎn)品質(zhì)量的實驗過程如下，據(jù)此回答下列問題：

Ⅰ.氧化液態(tài)PCl3法制備POCl3：

資料i：有關試劑的性質(zhì)及實驗裝置（加熱及夾持裝置省略）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	兩者均為無色液體，相互溶解；遇水均劇烈水解為兩種酸。
POCl3	2.0	106.0	153.5

（1）A 中反應時，MnO2的作用是_________________；儀器a的名稱為_________________；

（2）盛有濃硫酸的裝置B，其作用除觀察O2的流速之外，還有_________________；

（3）實驗時應控制反應溫度在60~65℃，溫度不宜過高的原因是_________________；;如果撤去裝有堿石灰的干燥管，則可能降低POCl3的產(chǎn)量，原因是_________________________________(用化學方程式表示，任寫一個)。

Ⅱ.沉淀滴定法測定POCl3質(zhì)量：

資料ii ：Ag3PO4為黃色沉淀，易溶于硝酸；

iii：Ag++SCN-=AgSCN↓，且Ksp(AgSCN) <Ksp(AgCl)。

實驗步驟如下：

①將三頸燒瓶中的產(chǎn)品POCl3去除雜質(zhì)，溶于60.00mL蒸餾水中，攪拌使其完全水解，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 3.8mol/L AgNO3標準溶液；

③加入少量硝基苯，用力搖動，使沉淀表面覆蓋硝基苯；

④加入2~3 滴硫酸鐵溶液作指示劑，用0.2mol/L KSCN溶液滴定過量的AgNO3溶液，到達終點時共用去10,00mL KSCN溶液。

（4）達到終點時的現(xiàn)象是______________________________；

（5）所得產(chǎn)品POCl3的質(zhì)量為____________(結果保留兩位小數(shù))；若取消步驟③，則所得結果將______________（填“ 偏高”、“ 偏低”或“不變”）。

Answer 1

【答案】 作催化劑（或：起催化作用） 長頸漏斗 干燥氧氣、平衡氣壓 避免PCl3揮發(fā)影響產(chǎn)物純度 POCl3＋3H2O ==H3PO4＋3HCl （或：PCl3＋3H2O ==H3PO3＋3HCl） 溶液變紅色，且半分鐘內(nèi)不褪色 18.42g 偏低

【解析】I．A裝置中用雙氧水與二氧化錳反應生成氧氣，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生成POCl3，為了控制反應速率且要防止三氯化磷會揮發(fā)，反應的溫度控制在60～65℃左右，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)A 中反應時，MnO2是催化劑；儀器a為長頸漏斗，故答案為：作催化劑；長頸漏斗；

(2)盛有濃硫酸的裝置B，其作用除觀察O2的流速之外，還可以干燥氧氣、平衡氣壓，故答案為：干燥氧氣、平衡氣壓；

(3)實驗時應控制反應溫度在60~65℃，避免PCl3揮發(fā)影響產(chǎn)物純度；如果撤去裝有堿石灰的干燥管，POCl3＋3H2O ==H3PO4＋3HCl，降低了POCl3的產(chǎn)量，故答案為：避免PCl3揮發(fā)影響產(chǎn)物純度；POCl3＋3H2O ==H3PO4＋3HCl；

II．測定POCl3產(chǎn)品含量，用POCl3與水反應生成氯化氫，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，結合AgNO3的總物質(zhì)的量得知與氯離子反應的硝酸銀，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。

(4)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，且半分鐘內(nèi)不褪色，故答案為：溶液變紅色，且半分鐘內(nèi)不褪色；

(5)KSCN的物質(zhì)的量為0.2mol/L×0.01L=0.002mol，根據(jù)反應Ag++SCN-=AgSCN↓，可知溶液中剩余的銀離子的物質(zhì)的量為0.002mol，POCl3與水反應生成氯化氫的物質(zhì)的量為(3.8 mol/L×0.01L-0.002mol)×=0.36mol，產(chǎn)品中POCl3的物質(zhì)的量為0.12mol，質(zhì)量為0.12mol×153.5g/mol=18.42g，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Ksp(AgCl)＞Ksp(AgSCN)，使得實驗中消耗的AgSCN偏多，根據(jù)計算原理可知，會使測定結果將偏低，故答案為：18.42g；偏低。