Question

半导体生产中常需要控制掺杂，以保证控制电阻率,三氯化磷(PCl3)是一种重要的掺杂剂。实验室要用黄磷(即白磷)与干燥的Cl2模拟工业生产制取PCl3,装置如下图所示:（部分夹持装置略去）

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

已知黄磷与少量Cl2反应生成PCl3,与过量Cl2反应生成PCl5? PCl3遇水会强烈水解生成 H3PO3和HC1。遇O2会生成POCl3,POCl3溶于PCl3,PCl3、POCl3的熔沸点见下表：

物质	熔点/℃	沸点/℃
PCl3	-112	75.5
POCl3	2	105.3

 

请回答下列问题：

（1）A装置中制氯气的离子方程式为?????????????????????????????????? 。

（2）B中所装试剂是??????????????????? ,

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

F中碱石灰的作用是_____??????????????????????????????????????????????????

（3）实验时,检査装置气密性后,先打开K3通入干燥的CO2,再迅速加入黄磷。通干燥CO2的作用是 ????????????????? 。

（4）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）,即可得到较纯净的PCl3。

（5）通过下面方法可测定产品中PCl3的质量分数

①迅速称取1.00g产品,加水反应后配成250 mL溶液；

②取以上溶液25.00mL,向其中加入碘水,充分反应；

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

④重复②、③操作,平均消耗Na2S2O3,溶液8.40mL

已知：H3PO3+H2O+I2== H3PO4+2HI，I2+2Na2S2O3==2NaI+Na2S4O6,假设测定过程中没有其他反应。根据上述数据,该产品中PC13的质量分数为_______。

 

Answer 1

【答案】

（1）MnO2+4H4+2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O

（2）浓H2SO4；冷凝PCl3防止其挥发；吸收多余的氯气，防止空气中的H2O进入烧瓶和PCl3 反应

（3）排尽装置中的空气，防止白磷自燃；

（4）蒸馏（5）79.75%

【解析】

试题分析：

（1）实验室制备氯气用二氧化锰和浓盐酸加热反应生成氯化锰、氯气和水，反应的离子方程式为MnO2+4H＋+2Cl―Mn2++Cl2↑+2H2O。

（2）浓H2SO4作用是干燥氯气；E中冷水冷凝PCl3防止其挥发；氯气有毒，污染空气，F中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，

（3）由于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；

（4）依据物质的沸点数值不同，可以利用蒸馏的方法分离出三氯化磷。

（5）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

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

碘的物质的量为(10.00 mL× 0.1000 mol·L－1－×8.40mL×0.1000 mol·L－1)×10－3

所以PCl3的质量分数为

＝79.75%。注意250 mL溶液取25.00mL，所以要乘以10。

考点：考查本题考查物质组成与含量的测定、对实验原理理解。