Question

PCl₃可用于半导体生产的外延、扩散工序。有关物质的部分性质如下：

	熔点/℃	沸点/℃	密度/g·mL－1	其他
黄磷	44．1	280．5	1．82	2P(过量)+3Cl22PCl3；2P+5Cl2(过量)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

 

如图是实验室制备PCl₃的装置（部分仪器已省略）。

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

（2）实验过程中，应控制                   ，以减少PCl₅的生成。

（3）粗产品品中常含有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PCl₃的纯品。

（4）已知：a．H₃PO₃+H₂O+I₂  H₃PO₄+2HI；b．(NH₄)₃BO₃溶液可与HI和H₃PO₄反应生成H₃BO₃（弱酸）；c．Na₂S₂O₃溶液可定量测定碘：I₂+2Na₂S₂O₃→Na₂S₄O₆+2NaI

①测定产品中PCl₃质量分数的实验如下，请补充相应的实验步骤：

步骤1：迅速移取m g产品，水解完全后在500mL容量瓶中定容。

步骤2：从容量瓶中移取25．00mL溶液置于锥形瓶中。

步骤3：准确加入c₁ mol/L碘溶液V₁ mL（过量），再                                。

步骤4：用标准Na₂S₂O₃溶液回滴过量的碘，将近终点时加入3 mL淀粉溶液，继续滴至终点（蓝色溶液褪色）；滴至终点时消耗c₂ mol/L Na₂S₂O₃溶液V₂ mL。

②根据上述数据，该产品中PCl₃的质量分数为                 （用含字母的代数式表示）。

 

Answer 1

【答案】

（1）除去装置中空气，防止生成的PCl₃与空气中的O₂和水反应  （2）氯气的通入量

（3）蒸馏  （4）①迅速加入足量的(NH₄)₃BO₃；   ②

【解析】

试题分析：（1）根据题给信息：PCl₃遇水生成H₃PO₃和HCl，遇O₂会生成POCl₃，通入一段时间的CO₂可以除去装置中空气，防止生成的PCl₃与空气中的O₂和水反应；（2）由磷与氯气的反应可知，氯气过量生成PCl₅，应控制氯气的通入量，以减少PCl₅的生成；（3）由信息可知，POCl₃与PCl₃都是液体，沸点相差较大，可以用蒸馏的方法进行分离；（4）由题给信息及实验步骤可知，该实验原理为：利用PCl₃遇水生成H₃PO₃和HCl，加入碘溶液，发生反应H₃PO₃+H₂O+I₂H₃PO₄+2HI，然后加入（NH₄）₃BO₃溶液，与HI和H₃PO₄反应生成H₃BO₃，最后利用Na₂S₂O₃溶液滴定为反应的I₂，根据消耗的I₂，计算PCl₃的质量，进而确定样品中PCl₃的质量分数；①、步骤3：准确加入c₁mol•L^-1碘溶液V₁ mL（过量），再迅速加入足量（NH₄）₃BO₃溶液；②滴定剩余的I₂消耗Na₂S₂O₃物质的量为c₂V₂×10^-3mol，由I₂+2Na₂S₂O₃=Na₂S₄O₆+2NaI剩余的I₂为1/2c₂V₂×10^-3mol，所以与H₃PO₃反应的I₂为（c₁V₁×10^-3-1/2c₂V₂×10^-3） mol，根据关系式PCl₃～H₃PO₃～I₂可知，mg产品中PCl₃的质量为（c₁V₁×10^-3-1/2c₂V₂×10^-3）×20×137.5g； PCl₃的质量分数为。

考点：考查物质组成与含量的测定、氧化还原滴定及相关计算。