Question

半導(dǎo)體生產(chǎn)中常需要控制摻雜，以保證控制電阻率,三氯化磷(PCl3)是一種重要的摻雜劑。實驗室要用黃磷(即白磷)與干燥的Cl2模擬工業(yè)生產(chǎn)制取PCl3,裝置如下圖所示:（部分夾持裝置略去）

??????? A???????????? B?????????? C????????????? D?????? E

已知黃磷與少量Cl2反應(yīng)生成PCl3,與過量Cl2反應(yīng)生成PCl5? PCl3遇水會強(qiáng)烈水解生成 H3PO3和HC1。遇O2會生成POCl3,POCl3溶于PCl3,PCl3、POCl3的熔沸點見下表：

物質(zhì)	熔點/℃	沸點/℃
PCl3	-112	75.5
POCl3	2	105.3

 

請回答下列問題：

（1）A裝置中制氯氣的離子方程式為?????????????????????????????????? 。

（2）B中所裝試劑是??????????????????? ,

E中冷水的作用是 ??????????????????????????????????????????????????

F中堿石灰的作用是_____??????????????????????????????????????????????????

（3）實驗時,檢査裝置氣密性后,先打開K3通入干燥的CO2,再迅速加入黃磷。通干燥CO2的作用是 ????????????????? 。

（4）粗產(chǎn)品中常含有POCl3、PCl5等。加入黃磷加熱除去PCl5后.通過_____(填實驗操作名稱）,即可得到較純凈的PCl3。

（5）通過下面方法可測定產(chǎn)品中PCl3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

①迅速稱取1.00g產(chǎn)品,加水反應(yīng)后配成250 mL溶液；

②取以上溶液25.00mL,向其中加入碘水,充分反應(yīng)；

③向②所得溶液中加入幾滴淀粉溶液,用0.1000 mol/L的Na2S2O3,溶液滴定

④重復(fù)②、③操作,平均消耗Na2S2O3,溶液8.40mL

已知：H3PO3+H2O+I2== H3PO4+2HI，I2+2Na2S2O3==2NaI+Na2S4O6,假設(shè)測定過程中沒有其他反應(yīng)。根據(jù)上述數(shù)據(jù),該產(chǎn)品中PC13的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_______。

 

Answer 1

【答案】

（1）MnO2+4H4+2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O

（2）濃H2SO4；冷凝PCl3防止其揮發(fā)；吸收多余的氯氣，防止空氣中的H2O進(jìn)入燒瓶和PCl3 反應(yīng)

（3）排盡裝置中的空氣，防止白磷自燃；

（4）蒸餾（5）79.75%

【解析】

試題分析：

（1）實驗室制備氯氣用二氧化錳和濃鹽酸加熱反應(yīng)生成氯化錳、氯氣和水，反應(yīng)的離子方程式為MnO2+4H＋+2Cl―Mn2++Cl2↑+2H2O。

（2）濃H2SO4作用是干燥氯氣；E中冷水冷凝PCl3防止其揮發(fā)；氯氣有毒，污染空氣，F中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，

（3）由于PCl3遇O2會生成POCl3，遇水生成H3PO3和HCl，通入一段時間的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)；

（4）依據(jù)物質(zhì)的沸點數(shù)值不同，可以利用蒸餾的方法分離出三氯化磷。

（5）H3PO3+H2O+I2=H3PO4+2HI；I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6，依據(jù)化學(xué)方程式可知H3PO3物質(zhì)的量和PCl3的物質(zhì)的量相同

PCl3??? ~???? H3PO3??? ~???? I2

碘的物質(zhì)的量為(10.00 mL× 0.1000 mol·L－1－×8.40mL×0.1000 mol·L－1)×10－3

所以PCl3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

＝79.75%。注意250 mL溶液取25.00mL，所以要乘以10。

考點：考查本題考查物質(zhì)組成與含量的測定、對實驗原理理解。