Question

【題目】三氯氧磷(POCl3)是一種重要的化工原料，常用作半導體摻雜劑。實驗室制取POCl3并測定產品含量的實驗過程如下：

Ⅰ.制備POCl3。采用氧氣氧化液態PCl3法，實驗裝置(加熱及夾持裝置省略)及相關信息如下：

物質	熔點/℃	沸點/℃	相對分子質量	其他
PCl3	－112.0	76.0	137.5	均為無色液體；遇水均劇烈水解為含氧酸和氯化氫；兩者互溶。
POCl3	2.0	106.0	153.5

(1)儀器a的名稱為______。

(2)裝置C中生成POCl3的化學方程式為__________。

(3)裝置B的作用除觀察O2的流速之外，還有_________、________。

(4)反應溫度應控制在60－65℃之間，原因是__________。

Ⅱ.測定POCl3產品的含量。

實驗步驟：

①實驗Ⅰ結束后，待三頸燒瓶中液體冷卻到室溫，準確稱取16.725gPOCl3，產品，置于盛60.00mL蒸餾水的水解瓶中搖動至完全水解，將水解液配成100.00mL溶液。

②取10.00mL溶液于錐形瓶中，加入10.00mL3.2mol·L－1AgNO3溶液，使氯離子完全沉淀；向其中加入少量硝基苯并用力搖動。

③以硫酸鐵溶液為指示劑，用0.2 mol·L－1KSCN溶液滴定過量的AgNO3溶液，達滴定終點時共用去10.00mLKSCN溶液。

己知：Ag++SCN－=AgSCN↓；Ksp(AgCl)＞Ksp(AgSCN)。

(5)達滴定終點時的現象為____________。

(6)實驗過程中加入硝基苯的目的是__________；若無此操作，則所測POCl3的含量將____________(填“偏高”、“偏低”或“不變”)。

(7)測得產品POCl3的百分含量為________(保留三位有效數字)。

Answer 1

【答案】冷凝管（或球形冷凝管） 2PCl3+O22POCl3 平衡壓強 干燥氧氣 溫度過低，反應速率太慢；溫度過高，PCl3易揮發，利用率降低 當滴入最后一滴KSCN溶液時，溶液變為血紅色，且半分鐘內不褪色 使生成的AgCl沉淀與溶液隔離，避免滴定過程中SCN－與AgCl反應 偏低 91.8%

【解析】

(1)儀器a的名稱為冷凝管(域或球形冷凝管)，故正確答案為：冷凝管(或球形冷凝管)；

(2)加熱條件下，PCl3直接被氧氣氧化為POCl3，化學方程式為：2PCl3+O22POCl3，故正確答案：2PCl3+O22POCl3；

(3)裝置B中為濃硫酸，其主要作用：干燥氧氣、平衡大氣壓、控制氧氣流速，故正確答案：平衡壓強、干燥氧氣；

(4)根據圖表給定信息可知，溫度過高，三氯化磷會揮發，影響產物純度，降低利用率；但是溫度也不能太低，否則反應速率會變小，正確答案：溫度過低，反應速率太慢；溫度過高，PCl3易揮發，利用率降低；

(5)以硫酸鐵溶液為指示劑，用KSCN溶液滴定過量的AgNO3溶液達到滴定終點時，鐵離子與硫氰根離子反應生成了紅色溶液，且半分鐘之內顏色保持不變；正確答案：當滴入最后一滴KSCN溶液時，溶液變為血紅色，且半分鐘內不褪色；

(6)加入少量的硝基苯可以使生成的氯化銀沉淀與溶液分開，如果不這樣操作，在水溶液中部分氯化銀可以轉化為 AgSCN，已知：Ksp(AgCl)＞Ksp(AgSCN)，使得實驗中消耗的KSCN偏多，所測出的剩余銀離子的量增大，導致水溶液中與氯離子反應的銀離子的量減少，會使測定結果偏低；故正確答案：使生成的AgCl沉淀與溶液隔離，避免滴定過程中SCN－與AgCl反應；偏低；

(7)KSCN的物質的量0.2mol/L×0.01L=0.002mol，根據反應Ag++SCN-= AgSCN↓，可以知道溶液中剩余的銀離子的物質的量為0.002mol，POCl3與水反應生成氯化氫的物質的量為0.03mol，根據氯原子守恒規律可得n(POCl3)=0.01mol，則m(POCl3)=0.01mol×153.5g=1.535g，則產品POCl3的百分含量為= ，故答案為：91.8%。