Question

PCl₃可用于半導體生產(chǎn)的外延、擴散工序．有關(guān)物質(zhì)的部分性質(zhì)如下

	熔點/℃	沸點/℃℃℃	密度/g?cm-3	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HC1，能溶于PCl3

（1）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蒸餾燒瓶乙中得到的粗產(chǎn)品含有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PCl，純品．
（2）已知：
a．H₃PO₃+H₂O+I₂?H₃PO₄+2HI
b．（NH₄）₃BO₃，溶液可與HI和H₃PO₄反應生成H₃BO₃
c．Na₂S₂O₃溶液可定量測定碘：I₂+2Na₂S₂O₃=Na₂S₄O₆+2NaI
①測定產(chǎn)品中PCl₃質(zhì)量分數(shù)的實驗如下，請補充相應的實驗步驟：
步驟1：迅速移取mg產(chǎn)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溶液置于碘量瓶中；
步驟3：準確加入c₁mol?L^-1碘溶液V₁ mL（過量），再______；
步驟4：______；滴至終點時消耗耗c₂mol?L^-1Na₂S₂O₃溶液V₂mL；②根據(jù)上述數(shù)據(jù)，該產(chǎn)品中PCl₃的質(zhì)量分數(shù)為______（用含字母的代數(shù)式表示）．

Answer 1

【答案】分析：（1）①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；
②由磷與氯氣反應可知，氯氣過量生成PCl₅，故應控制氯氣的流量；
③由信息可知，POCl₃與PCl₃都是液體，沸點相差較大，故可以用蒸餾的方法進行分離；
（2）由信息及步驟可知，該實驗原理為：利用PCl₃遇水生成H₃PO₃和HCl，加入碘溶液，發(fā)生反應H₃PO₃+H₂O+I₂?H₃PO₄+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(jù)消耗的I₂，計算PCl₃的質(zhì)量，進而確定樣品中PCl₃的質(zhì)量分數(shù)；
根據(jù)I₂+2Na₂S₂O₃=Na₂S₄O₆+2NaI計算剩余的I₂，進而計算與H₃PO₃反應的I₂，根據(jù)元素守恒及題目中方程式可得關(guān)系式PCl₃～H₃PO₃～I₂，據(jù)此計算PCl₃的質(zhì)量，進而計算質(zhì)量分數(shù)．
解答：解：（1）①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；
故答案為：排盡裝置中的空氣，防止生成的PCl₃與空氣中的O₂和H₂O反應；
②由磷與氯氣反應可知，氯氣過量生成PCl₅，故應控制氯氣的流量，以減少PCl₅的生成；
故答案為：氯氣的流量；
③由信息可知，POCl₃與PCl₃都是液體，沸點相差較大，故可以用蒸餾的方法進行分離；
故答案為：蒸餾；
（2）由信息及步驟可知，該實驗原理為：利用PCl₃遇水生成H₃PO₃和HCl，加入碘溶液，發(fā)生反應H₃PO₃+H₂O+I₂?H₃PO₄+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(jù)消耗的I₂，計算PCl₃的質(zhì)量，進而確定樣品中PCl₃的質(zhì)量分數(shù)；
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；
步驟4：立即用Na₂S₂O₃標準溶液回滴過量的碘，在將近終點時加入淀粉溶液，滴至終點（溶液藍色褪去）；
故答案為：迅速加入足量（NH4）₃BO₃溶液；加入淀粉溶液，立即用Na₂S₂O₃標準溶液回滴過量的碘；
②滴定剩余的I₂消耗Na₂S₂O₃為c₂mol?L^-1×V₂×10^-3L=c₂×V₂×10^-3mol，由I₂+2Na₂S₂O₃=Na₂S₄O₆+2NaI剩余的I₂為×c₂×V₂×10^-3mol，所以與H₃PO₃反應的I₂為c₁mol?L^-1×V₁×10^-3L-×c₂×V₂×10^-3mol=（c₁V₁-c₂V₂）×10^-3mol，
根據(jù)關(guān)系式PCl₃～H₃PO₃～I₂可知，mg產(chǎn)品中PCl₃的物質(zhì)的量為
（c₁V₁-c₂V₂）×10^-3mol×=（c₁V₁-c₂V₂）×20×10^-3mol，
質(zhì)量為（c₁V₁-c₂V₂）×20×10^-3mol×137.5g/mol=2.75（c₁V₁-c₂V₂）g，
所以PCl₃的質(zhì)量分數(shù)為×100%=×100%；
故答案為：×100%．
點評：考查物質(zhì)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(guān)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(zhì)量分數(shù)計算量較大、步驟較多，是易錯點．