Question

【題目】這次中美貿(mào)易戰(zhàn)的矛盾激化，也讓我們看到了中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)存在的諸多不足，俗話說(shuō)“亡羊補(bǔ)牢，為時(shí)未晚”，找出存在的不足，然后針對(duì)地去解決問題，才能讓半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展壯大起來(lái)。三氯化氧磷(POCl3)是一種重要的化工原料，常用作半導(dǎo)體摻雜劑及光導(dǎo)纖維原料。一研究小組在實(shí)驗(yàn)室模擬反應(yīng)制備POCl3并測(cè)定產(chǎn)品含量。

資料卡片：

物質(zhì)	熔點(diǎn)／℃	沸點(diǎn)／℃	相對(duì)分子質(zhì)量	其他
PCl3	-93.6	76.1	137.5	遇水劇烈水解，易與O2反應(yīng)
POCl3	1.25	105.8	153.5	遇水劇烈水解，能溶于PCl3
SOCl2	-105	78.8	119	遇水劇烈水解，受熱易分解

（1）若選用Na2SO3固體與70％濃H2SO4制取SO2，反應(yīng)的化學(xué)方程式是：____________。

（2）溶液A為飽和食鹽水，乙裝置中應(yīng)該盛裝的試劑為__________(填“P2O5”或“堿石灰”或“濃H2SO4”或“無(wú)水硫酸銅”)；反應(yīng)裝置圖的虛框中未畫出的儀器最好選擇______(填“己”或“庚”)。

（3）甲、丁裝置的作用除了用于氣體的凈化除雜外，還有________________。

（4）水浴加熱三頸燒瓶，控制反應(yīng)溫度在60～65℃，其原因是___________。

（5）通過佛爾哈德法可測(cè)定經(jīng)過提純后的產(chǎn)品中POCl3的含量：準(zhǔn)確稱取1．600g樣品在水解瓶中搖動(dòng)至完全水解，將水解液配成100 mL溶液，取10．00 mL于錐形瓶中，加入0．2000 mol·L-1的AgNO3溶液20．00 mL(Ag++C1- AgC1↓)，再加少許硝基苯，用力振蕩，使沉淀被有機(jī)物覆蓋。加入NH4Fe(SO4)2作指示劑，用0．1000 mol·L-1KSCN標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過量的AgNO3至終點(diǎn)(Ag++SCN- AgSCN↓)，做平行實(shí)驗(yàn)，平均消耗KSCN標(biāo)準(zhǔn)溶液10．00 mL。

①達(dá)到滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是____________。

②POCl3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為___________。

③已知：KSP(AgC1)=3．2×10-10 mol2·L-2，KSP(AgSCN)=2×10-12 mol2·L-2，若無(wú)硝基苯覆蓋沉淀表面，測(cè)定POCl3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)將_______(填“偏大”、“偏小”、“無(wú)影響”)。

Answer 1

【答案】Na2SO3+H2SO4 ═Na2SO4 +SO2↑+H2O P2O5 己 通過觀察產(chǎn)生氣泡的速率控制通入氣體的流速 溫度太低，反應(yīng)速率太慢，溫度太高，PCl3等物質(zhì)揮發(fā) 滴入最后一滴KSCN標(biāo)準(zhǔn)溶液，溶液變紅色，且半分鐘內(nèi)不褪色 95.9％ 偏小

【解析】

由實(shí)驗(yàn)裝置圖和實(shí)驗(yàn)原理可知，裝置A甲中盛有飽和食鹽水，除去氯氣中混有的氯化氫，裝置乙中盛有酸性固體干燥劑五氧化二磷，干燥氯氣，裝置丁中盛有濃硫酸，干燥二氧化硫，裝置丙為三氯化氧磷的制備裝置，裝置中球形冷凝管的作用是冷凝回流三氯化氧磷，防止三氯化氧磷受熱揮發(fā)，盛有堿石灰的干燥管的作用是吸收未反應(yīng)的氯氣和二氧化硫，防止污染環(huán)境，同時(shí)吸收空氣中水蒸氣，防止水蒸氣進(jìn)入三頸燒瓶中導(dǎo)致三氯化氧磷水解。

（1）Na2SO3固體與70％濃H2SO4反應(yīng)生成硫酸鈉、二氧化硫和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na2SO3+H2SO4 ═Na2SO4 +SO2↑+H2O，故答案為：Na2SO3+H2SO4 ═Na2SO4 +SO2↑+H2O；

（2）溶液A中飽和食鹽水的作用是除去氯氣中混有的氯化氫，裝置乙中盛有酸性固體干燥劑五氧化二磷，干燥氯氣，防止水蒸氣進(jìn)入三頸燒瓶中導(dǎo)致三氯化氧磷水解；裝置中球形冷凝管的作用是冷凝回流三氯化磷，防止三氯化磷、三氯化氧磷等受熱揮發(fā)，降低三氯化氧磷的產(chǎn)率，為增強(qiáng)冷凝效果不能選用直形冷凝管，故答案為：P2O5；己；

（3）甲、丁裝置的作用除了用于氣體的凈化除雜外，還可以起到觀察產(chǎn)生氣泡的速率控制通入氣體的流速，有利于反應(yīng)充分進(jìn)行，故答案為：通過觀察產(chǎn)生氣泡的速率控制通入氣體的流速；

（4）因若溫度太低，反應(yīng)速率太慢，若溫度太高，PCl3等物質(zhì)受熱揮發(fā)，降低三氯化氧磷的產(chǎn)率，所以實(shí)驗(yàn)時(shí)用水浴加熱三頸燒瓶，控制反應(yīng)溫度在60～65℃，故答案為：溫度太低，反應(yīng)速率太慢，溫度太高，PCl3等物質(zhì)揮發(fā)；

（5）①由題意可知，測(cè)定POCl3產(chǎn)品含量時(shí)以NH4Fe(SO4)2溶液為指示劑，用KSCN溶液滴定過量的AgNO3溶液，達(dá)到終點(diǎn)時(shí)的現(xiàn)象是滴入最后一滴KSCN標(biāo)準(zhǔn)溶液，溶液變紅色，且半分鐘內(nèi)不褪色，故答案為：滴入最后一滴KSCN標(biāo)準(zhǔn)溶液，溶液變紅色，且半分鐘內(nèi)不褪色；

②KSCN的物質(zhì)的量為0.1mol/L×0.01L=0.001mol，根據(jù)反應(yīng)Ag++SCN-=AgSCN↓，可知溶液中剩余的銀離子的物質(zhì)的量為0.001mol，則與POCl3和水反應(yīng)生成氯化氫的銀離子的物質(zhì)的量為（0.004mol —0.001mol）=0.003mol，水解生成的氯化氫的物質(zhì)的量為0.003mol，由題意可知1.600g樣品中POCl3的物質(zhì)的量為×10=0.01mol，所以產(chǎn)品中POCl3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為×100%=95.9%，故答案為：95.9%；

③加入少量硝基苯可以使生成的氯化銀沉淀離開溶液，如果不加硝基苯，在水溶液中部分氯化銀可以轉(zhuǎn)化成AgSCN，已知Ksp（AgCl）>Ksp（AgSCN），使得實(shí)驗(yàn)中消耗的AgSCN偏多，根據(jù)（7）的計(jì)算原理可知，會(huì)使測(cè)定結(jié)果將偏低，故答案為：偏低。