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－1	其他
黃磷	44．1	280．5	1．82	2P(過量)+3Cl22PCl3；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

 

如圖是實驗室制備PCl₃的裝置（部分儀器已省略）。

（1）向甲中通入干燥的Cl₂之前，需先通入一段時間CO₂，目的是                                  。

（2）實驗過程中，應控制                   ，以減少PCl₅的生成。

（3）粗產品品中常含有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PCl₃的純品。

（4）已知：a．H₃PO₃+H₂O+I₂  H₃PO₄+2HI；b．(NH₄)₃BO₃溶液可與HI和H₃PO₄反應生成H₃BO₃（弱酸）；c．Na₂S₂O₃溶液可定量測定碘：I₂+2Na₂S₂O₃→Na₂S₄O₆+2NaI

①測定產品中PCl₃質量分數的實驗如下，請補充相應的實驗步驟：

步驟1：迅速移取m g產品，水解完全后在500mL容量瓶中定容。

步驟2：從容量瓶中移取25．00mL溶液置于錐形瓶中。

步驟3：準確加入c₁ mol/L碘溶液V₁ mL（過量），再                                。

步驟4：用標準Na₂S₂O₃溶液回滴過量的碘，將近終點時加入3 mL淀粉溶液，繼續滴至終點（藍色溶液褪色）；滴至終點時消耗c₂ mol/L Na₂S₂O₃溶液V₂ mL。

②根據上述數據，該產品中PCl₃的質量分數為                 （用含字母的代數式表示）。

 

Answer 1

【答案】

（1）除去裝置中空氣，防止生成的PCl₃與空氣中的O₂和水反應  （2）氯氣的通入量

（3）蒸餾  （4）①迅速加入足量的(NH₄)₃BO₃；   ②

【解析】

試題分析：（1）根據題給信息：PCl₃遇水生成H₃PO₃和HCl，遇O₂會生成POCl₃，通入一段時間的CO₂可以除去裝置中空氣，防止生成的PCl₃與空氣中的O₂和水反應；（2）由磷與氯氣的反應可知，氯氣過量生成PCl₅，應控制氯氣的通入量，以減少PCl₅的生成；（3）由信息可知，POCl₃與PCl₃都是液體，沸點相差較大，可以用蒸餾的方法進行分離；（4）由題給信息及實驗步驟可知，該實驗原理為：利用PCl₃遇水生成H₃PO₃和HCl，加入碘溶液，發生反應H₃PO₃+H₂O+I₂H₃PO₄+2HI，然后加入（NH₄）₃BO₃溶液，與HI和H₃PO₄反應生成H₃BO₃，最后利用Na₂S₂O₃溶液滴定為反應的I₂，根據消耗的I₂，計算PCl₃的質量，進而確定樣品中PCl₃的質量分數；①、步驟3：準確加入c₁mol•L^-1碘溶液V₁ mL（過量），再迅速加入足量（NH₄）₃BO₃溶液；②滴定剩余的I₂消耗Na₂S₂O₃物質的量為c₂V₂×10^-3mol，由I₂+2Na₂S₂O₃=Na₂S₄O₆+2NaI剩余的I₂為1/2c₂V₂×10^-3mol，所以與H₃PO₃反應的I₂為（c₁V₁×10^-3-1/2c₂V₂×10^-3） mol，根據關系式PCl₃～H₃PO₃～I₂可知，mg產品中PCl₃的質量為（c₁V₁×10^-3-1/2c₂V₂×10^-3）×20×137.5g； PCl₃的質量分數為。

考點：考查物質組成與含量的測定、氧化還原滴定及相關計算。