Question

PCl₃可用于半導體生產的外延、擴散工序．有關物質的部分性質如下：

	熔點/℃	沸點/℃	密度/g?mL	其他
黃磷	44.1	280.5	1.82	2P（過量）+3Cl2   △   .   2PCl3 2P+5Cl2（過量）   △   .   2PCl5
PCl3	-112	75.5	1.574	遇水生成H3PO3和HCl，遇O2生成POCl3
POCl3	2	105.3	1.675	遇水生成H3PO4和HCl，能溶于 PCl3

（一）制備
如圖是實驗室制備PCl₃的裝置（部分儀器已省略）
（1）儀器乙的名稱

冷凝管

；
（2）實驗室制備Cl₂的離子方程式：

MnO₂+4H⁺+2Cl^-

△   .

Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O

；
（3）堿石灰的作用是

吸收多余的氯氣，防止污染環境

，

防止空氣中的水分進入影響產品

；
（4）向儀器甲中通入干燥Cl₂之前，應先通入一段時間的CO₂，其目的是

排凈裝置中的空氣，防止空氣中的水分和氧氣與PCl₃反應

．
（二）提純
粗產品中常含有POCl₃、PCl₅等．加入黃磷加熱除去PCl₅后，通過

蒸餾

（填實驗操作名稱），即可得到PCl₃的純品．
（三）分析
測定產品中PCl₃純度的方法如下：迅速稱取m，g產品，水解完全后配成500mL溶液，取出25.00mL加入過量的c₁mol?L^-lV₁mL碘溶液，充分反應后再用c₂mol?L^-1Na₂S₂O₃溶液滴定過量的碘，終點時消耗V₂mLNa₂S₂O₃溶液．
已知：H₃PO₃+H₂O+I₂=H₃PO₄+2HI；I₂+2Na₂S₂O₃=2NaI+Na₂S₄O₆；假設測定過程中沒有其他反應．根據上述數據，該產品中PCl₃的質量分數為

(c1V1- 1 2 c2V2)×137.5×20×10-3

m

×100%

（用含字母的代數式表示、不必化簡）

Answer 1

分析：（一）（1）儀器乙名稱從裝置中分析為冷凝管；
（2）實驗室制備氯氣用二氧化錳和濃鹽酸加熱反應生成氯化錳、氯氣和水；
（3）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入影響產品純度；
（4）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；通入二氧化碳趕凈空氣，避免水和氧氣與三氯化磷發生反應；
（二）依據物質的沸點數值不同，可以利用蒸餾的方法分離出三氯化磷；
（三）依據反應的化學方程式H₃PO₃+H₂O+I₂=H₃PO₄+2HI；I₂+2Na₂S₂O₃=2NaI+Na₂S₄O₆ 計算，注意溶液體積的變化．

解答：解：（一）（1）儀器乙名稱從裝置中分析為冷凝管，故答案為：冷凝管；
（2）實驗室制備氯氣用二氧化錳和濃鹽酸加熱反應生成氯化錳、氯氣和水，反應的離子方程式為MnO₂+4H⁺+2Cl^-

△   .

Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O，
故答案為：MnO₂+4H⁺+2Cl^-

△   .

Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；
（3）氯氣有毒，污染空氣，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入影響產品純度，
故答案為：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入影響產品純度；
（4）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；通入二氧化碳趕凈空氣，避免水和氧氣與三氯化磷發生反應，
故答案為：排凈裝置中的空氣，防止空氣中的水分和氧氣與PCl₃反應；
（二）依據物質的沸點數值不同，可以利用蒸餾的方法分離出三氯化磷，故答為：蒸餾；
（三）H₃PO₃+H₂O+I₂=H₃PO₄+2HI；I₂+2Na₂S₂O₃=2NaI+Na₂S₄O₆，
依據化學方程式可知H₃PO₃物質的量和PCl₃的物質的量相同，25ml溶液中和H₃PO₃反應的碘單質物質的量為c₁mol?L^-lV₁mL×10^-3-

1

2

×c₂mol?L^-1×V₂mL；
所以250ml溶液中H₃PO₃物質的量=碘單質物質的量為（c₁mol?L^-lV₁mL×10^-3-

1

2

×c₂mol?L^-1×V₂mL）×20；
該產品中PCl₃的質量分數為

(c1V1×10-3- 1 2 ×c2×V2×10-3)×137.5×20

m

×100%=

(c1V1- 1 2 c2V2)×137.5×20×10-3

m

×100%，
故答案為：

(c1V1- 1 2 c2V2)×137.5×20×10-3

m

×100%．

點評：本題考查物質組成與含量的測定、對實驗原理理解、氧化還原滴定、閱讀獲取信息的能力等，難度較大，是對知識的綜合運用，理解實驗原理是解題的關鍵，需要學生具有扎實的基礎與綜合運用分析解決問題的能力，質量分數計算量較大、步驟較多，是易錯點．