Question

【题目】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 ， 装置如图所示：（部分夹持装置略去）

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P0Cl3 ， P0Cl3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250mL溶液；
②取以上溶液25.00mL，向其中加入10.00mL0.1000molL﹣1碘水，充分反应；
③向②所得溶液中加入几滴淀粉溶液，用0.1000molL﹣1的Na2S2O3 ， 溶液滴定
③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+4H++2Cl﹣ Mn2++Cl2↑+2H2O
（2）浓HSO4；冷凝PCl3防止其挥发；吸收多余的氯气，防止空气中的水和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】解：（1）装置A中发生的反应是MnO2+4HCl MnCl2+Cl2↑+2H2O，经改写可得：MnO2+4H++2Cl﹣ Mn2++Cl2↑+2H2O，所以答案是：MnO2+4H++2Cl﹣ Mn2++Cl2↑+2H2O；（2）防止生成的PC13水解，参加反应的氯气必须要干燥，可利用B装置中盛装的浓硫酸干燥氯气；E中冷水应该是降温的，再结合烧瓶中收集的PC13易挥发，可知冷水的用水是冷凝PC13 ， 防挥发；实验中多余的氯气有毒，如果直接排放会污染空气，另外如果空气的水进入烧瓶，会导致PC13水解，结合碱石灰的性质可知是吸收尾气氯气，同时防止空气中的水汽进入烧瓶，所以答案是：浓HSO4；冷凝PCl3防止其挥发；吸收多余的氯气，防止空气中的水汽进入烧瓶与PC13反应；（3）白磷遇氧气会自燃，故要排除装置中的空气，可通过通入的CO2达到目的，所以答案是：排尽装置中的空气，防止白磷自燃；（4）POCl3和PCl3熔沸点存在明显的差异，除去PC13中混有的POCl3 ， 可选择蒸馏的方式进行分离，以得到纯净的PC13 ， 所以答案是：蒸馏；（5）滴定实验涉及关系式为PCl3～H3PO3～I2和2Na2S2O3～I2 ， 设混合物中PC13的物质的量为nmol，水解生成的H3PO3反应掉的I2的物质的量为nmol；滴定多余I2的消耗的Na2S2O3的物质的量为0.1000molL﹣1×8.40×10﹣3L=8.4×10﹣4mol，多余的I2的物质的量为 =0.00042mol，提供I2的总物质的量为0.1000molL﹣1×10.0×10﹣3L=1.0×10﹣3mol，则H3PO3反应掉的I2的物质的量nmol=1.0×10﹣3mol﹣0.00042mol=0.00058mol，25ml溶液里含有PC13的质量为0.00058mol×137.5gmol﹣1=0.07975g，产品中PC13的质量分数为 ×100%=79.75%，所以答案是：79.75%．