Question

【题目】这次中美贸易战的矛盾激化，也让我们看到了中国半导体产业存在的诸多不足，俗话说“亡羊补牢，为时未晚”，找出存在的不足，然后针对地去解决问题，才能让半导体产业链发展壮大起来。三氯化氧磷(POCl3)是一种重要的化工原料，常用作半导体掺杂剂及光导纤维原料。一研究小组在实验室模拟反应制备POCl3并测定产品含量。

资料卡片：

物质	熔点／℃	沸点／℃	相对分子质量	其他
PCl3	-93.6	76.1	137.5	遇水剧烈水解，易与O2反应
POCl3	1.25	105.8	153.5	遇水剧烈水解，能溶于PCl3
SOCl2	-105	78.8	119	遇水剧烈水解，受热易分解

（1）若选用Na2SO3固体与70％浓H2SO4制取SO2，反应的化学方程式是：____________。

（2）溶液A为饱和食盐水，乙装置中应该盛装的试剂为__________(填“P2O5”或“碱石灰”或“浓H2SO4”或“无水硫酸铜”)；反应装置图的虚框中未画出的仪器最好选择______(填“己”或“庚”)。

（3）甲、丁装置的作用除了用于气体的净化除杂外，还有________________。

（4）水浴加热三颈烧瓶，控制反应温度在60～65℃，其原因是___________。

（5）通过佛尔哈德法可测定经过提纯后的产品中POCl3的含量：准确称取1．600g样品在水解瓶中摇动至完全水解，将水解液配成100 mL溶液，取10．00 mL于锥形瓶中，加入0．2000 mol·L-1的AgNO3溶液20．00 mL(Ag++C1- AgC1↓)，再加少许硝基苯，用力振荡，使沉淀被有机物覆盖。加入NH4Fe(SO4)2作指示剂，用0．1000 mol·L-1KSCN标准溶液滴定过量的AgNO3至终点(Ag++SCN- AgSCN↓)，做平行实验，平均消耗KSCN标准溶液10．00 mL。

①达到滴定终点的现象是____________。

②POCl3的质量分数为___________。

③已知：KSP(AgC1)=3．2×10-10 mol2·L-2，KSP(AgSCN)=2×10-12 mol2·L-2，若无硝基苯覆盖沉淀表面，测定POCl3的质量分数将_______(填“偏大”、“偏小”、“无影响”)。

Answer 1

【答案】Na2SO3+H2SO4 ═Na2SO4 +SO2↑+H2O P2O5 己 通过观察产生气泡的速率控制通入气体的流速 温度太低，反应速率太慢，温度太高，PCl3等物质挥发 滴入最后一滴KSCN标准溶液，溶液变红色，且半分钟内不褪色 95.9％ 偏小

【解析】

由实验装置图和实验原理可知，装置A甲中盛有饱和食盐水，除去氯气中混有的氯化氢，装置乙中盛有酸性固体干燥剂五氧化二磷，干燥氯气，装置丁中盛有浓硫酸，干燥二氧化硫，装置丙为三氯化氧磷的制备装置，装置中球形冷凝管的作用是冷凝回流三氯化氧磷，防止三氯化氧磷受热挥发，盛有碱石灰的干燥管的作用是吸收未反应的氯气和二氧化硫，防止污染环境，同时吸收空气中水蒸气，防止水蒸气进入三颈烧瓶中导致三氯化氧磷水解。

（1）Na2SO3固体与70％浓H2SO4反应生成硫酸钠、二氧化硫和水，反应的化学方程式为Na2SO3+H2SO4 ═Na2SO4 +SO2↑+H2O，故答案为：Na2SO3+H2SO4 ═Na2SO4 +SO2↑+H2O；

（2）溶液A中饱和食盐水的作用是除去氯气中混有的氯化氢，装置乙中盛有酸性固体干燥剂五氧化二磷，干燥氯气，防止水蒸气进入三颈烧瓶中导致三氯化氧磷水解；装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、三氯化氧磷等受热挥发，降低三氯化氧磷的产率，为增强冷凝效果不能选用直形冷凝管，故答案为：P2O5；己；

（3）甲、丁装置的作用除了用于气体的净化除杂外，还可以起到观察产生气泡的速率控制通入气体的流速，有利于反应充分进行，故答案为：通过观察产生气泡的速率控制通入气体的流速；

（4）因若温度太低，反应速率太慢，若温度太高，PCl3等物质受热挥发，降低三氯化氧磷的产率，所以实验时用水浴加热三颈烧瓶，控制反应温度在60～65℃，故答案为：温度太低，反应速率太慢，温度太高，PCl3等物质挥发；

（5）①由题意可知，测定POCl3产品含量时以NH4Fe(SO4)2溶液为指示剂，用KSCN溶液滴定过量的AgNO3溶液，达到终点时的现象是滴入最后一滴KSCN标准溶液，溶液变红色，且半分钟内不褪色，故答案为：滴入最后一滴KSCN标准溶液，溶液变红色，且半分钟内不褪色；

②KSCN的物质的量为0.1mol/L×0.01L=0.001mol，根据反应Ag++SCN-=AgSCN↓，可知溶液中剩余的银离子的物质的量为0.001mol，则与POCl3和水反应生成氯化氢的银离子的物质的量为（0.004mol —0.001mol）=0.003mol，水解生成的氯化氢的物质的量为0.003mol，由题意可知1.600g样品中POCl3的物质的量为×10=0.01mol，所以产品中POCl3的质量分数为×100%=95.9%，故答案为：95.9%；

③加入少量硝基苯可以使生成的氯化银沉淀离开溶液，如果不加硝基苯，在水溶液中部分氯化银可以转化成AgSCN，已知Ksp（AgCl）>Ksp（AgSCN），使得实验中消耗的AgSCN偏多，根据（7）的计算原理可知，会使测定结果将偏低，故答案为：偏低。