Question

【题目】PCl3是磷的常见氯化物，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＋3Cl2(少量) 2PCl3；2P＋5Cl2(过量) 2PCl5
PCl3	－112	75.5	1.574	遇水生成H3PO3和HCl，遇O2生成POCl3

(一)制备

如图是实验室制备PCl3的装置(部分仪器已省略)。

(1)仪器乙的名称是________；其中，与自来水进水管连接的接口编号是________。(填“a”或“b”)

(2)实验室制备Cl2的离子方程式___________________________。实验过程中，为减少PCl5的生成，应控制____________。

(3)碱石灰的作用：一是防止空气中的水蒸气进入而使PCl3水解，影响产品的纯度；二是_________。

(4)向仪器甲中通入干燥Cl2之前，应先通入一段时间CO2排尽装置中的空气，其目的是________。

(二)分析

测定产品中PCl3纯度的方法如下：迅速称取4.100 g产品，水解完全后配成500 mL溶液，取出25.00 mL加入过量的0.100 0 mol·L－1 20.00 mL碘溶液，充分反应后再用0.100 0 mol·L－1 Na2S2O3溶液滴定过量的碘，终点时消耗12.00 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。

(5)根据上述数据，该产品中PCl3(相对分子质量为137.5)的质量分数为________。若滴定终点时俯视读数，则PCl3的质量分数________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。

(三)探究

(6)设计实验证明PCl3具有还原性：_____________________________________。(限选试剂有：蒸馏水、稀盐酸、碘水、淀粉)

Answer 1

【答案】冷凝管(或冷凝器) b MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O(或2MnO4—＋16H＋＋10Cl－=2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O) 氯气通入的速率(或流量) 吸收多余的Cl2，防止污染环境 排净装置中的空气，防止O2和水与PCl3反应 93.9% 偏大 向碘水中加入PCl3，碘水褪色

【解析】

(1)仪器乙为冷凝管，用于冷凝蒸馏产物，为了使冷凝效果最好，进水口为b，故答案为：冷凝管；b；(2)实验室用二氧化锰和浓盐酸或高锰酸钾和浓盐酸加热制备氯气，方程式为：MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O(或2MnO4—＋16H＋＋10Cl－=2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O); 实验过程中，为减少PCIs的生成,应控制氯气的通入速率；故答案为: MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O(或2MnO4—＋16H＋＋10Cl－=2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O)； 氯气的通入速率(或流量)；

(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，故答案为：碱石灰吸收多余Cl2防止污染空气；(4)由于PCI3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PCI3与空气中的O2和水反应；通入二氧化碳赶净空气，避免水和氧气与三氯化磷发生反应，故答案为：排净装置中的空气，防止空气中的水分和氧气与PCl3反应;(5)0.1000mol·L-1碘溶液20.00mL中含有碘单质的物质的量为：0.1000 mol·L－1×0.020L=0.002mol，根据反应I2＋2Na2S2O3===2NaI＋Na2S4O6 可知，与磷酸反应消耗的碘单质的物质的量为： 0.002mol-0.1000 mol·L-1×0.012L×1/2=0.0014mol，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的物质的量为： n (H3PO3) =n (I2)=0.0014mol，500mL该溶液中含有H3PO3的物质的量为：0.0014mol × 500mL/25mL=0.028mol，所以4.100g产品中含有的三氯化磷的物质的量为0.028mol，该产品中PCl3的质量分数为：；若滴定终点时俯视读数，读出的标准液硫代硫4.100g酸钠溶液体积偏小，计算出的H3PO3消耗的碘单质的物质的量偏大，三氯化磷的物质的量偏大，三氯化磷的质量分数偏大，故答案为： 93.9%； 偏大；(6)设计实验证明PCl3具有还原性的方案为：向碘水中加入PCl3， 碘水褪色；故答案为：向碘水中加入PCl3；碘水褪色。