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	其他
黄磷	44.1	280.5	1.82	2P（过量）+3Cl2   △   .   2PCl3 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

（一）制备
如图是实验室制备PCl₃的装置（部分仪器已省略）
（1）仪器乙的名称

冷凝管

；
（2）实验室制备Cl₂的离子方程式：

MnO₂+4H⁺+2Cl^-

△   .

Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O

；
（3）碱石灰的作用是

吸收多余的氯气，防止污染环境

，

防止空气中的水分进入影响产品

；
（4）向仪器甲中通入干燥Cl₂之前，应先通入一段时间的CO₂，其目的是

排净装置中的空气，防止空气中的水分和氧气与PCl₃反应

．
（二）提纯
粗产品中常含有POCl₃、PCl₅等．加入黄磷加热除去PCl₅后，通过

蒸馏

（填实验操作名称），即可得到PCl₃的纯品．
（三）分析
测定产品中PCl₃纯度的方法如下：迅速称取m，g产品，水解完全后配成500mL溶液，取出25.00mL加入过量的c₁mol?L^-lV₁mL碘溶液，充分反应后再用c₂mol?L^-1Na₂S₂O₃溶液滴定过量的碘，终点时消耗V₂mLNa₂S₂O₃溶液．
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PCl₃的质量分数为

(c1V1- 1 2 c2V2)×137.5×20×10-3

m

×100%

（用含字母的代数式表示、不必化简）

Answer 1

分析：（一）（1）仪器乙名称从装置中分析为冷凝管；
（2）实验室制备氯气用二氧化锰和浓盐酸加热反应生成氯化锰、氯气和水；
（3）碱石灰吸收多余氯气防止污染空气，防止空气中的水蒸气进入影响产品纯度；
（4）由于PCl₃遇O₂会生成POCl₃，遇水生成H₃PO₃和HCl，通入一段时间的CO₂可以排尽装置中的空气，防止生成的PCl₃与空气中的O₂和水反应；通入二氧化碳赶净空气，避免水和氧气与三氯化磷发生反应；
（二）依据物质的沸点数值不同，可以利用蒸馏的方法分离出三氯化磷；
（三）依据反应的化学方程式H₃PO₃+H₂O+I₂=H₃PO₄+2HI；I₂+2Na₂S₂O₃=2NaI+Na₂S₄O₆ 计算，注意溶液体积的变化．

解答：解：（一）（1）仪器乙名称从装置中分析为冷凝管，故答案为：冷凝管；
（2）实验室制备氯气用二氧化锰和浓盐酸加热反应生成氯化锰、氯气和水，反应的离子方程式为MnO₂+4H⁺+2Cl^-

△   .

Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O，
故答案为：MnO₂+4H⁺+2Cl^-

△   .

Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；
（3）氯气有毒，污染空气，碱石灰吸收多余氯气防止污染空气，防止空气中的水蒸气进入影响产品纯度，
故答案为：碱石灰吸收多余氯气防止污染空气，防止空气中的水蒸气进入影响产品纯度；
（4）由于PCl₃遇O₂会生成POCl₃，遇水生成H₃PO₃和HCl，通入一段时间的CO₂可以排尽装置中的空气，防止生成的PCl₃与空气中的O₂和水反应；通入二氧化碳赶净空气，避免水和氧气与三氯化磷发生反应，
故答案为：排净装置中的空气，防止空气中的水分和氧气与PCl₃反应；
（二）依据物质的沸点数值不同，可以利用蒸馏的方法分离出三氯化磷，故答为：蒸馏；
（三）H₃PO₃+H₂O+I₂=H₃PO₄+2HI；I₂+2Na₂S₂O₃=2NaI+Na₂S₄O₆，
依据化学方程式可知H₃PO₃物质的量和PCl₃的物质的量相同，25ml溶液中和H₃PO₃反应的碘单质物质的量为c₁mol?L^-lV₁mL×10^-3-

1

2

×c₂mol?L^-1×V₂mL；
所以250ml溶液中H₃PO₃物质的量=碘单质物质的量为（c₁mol?L^-lV₁mL×10^-3-

1

2

×c₂mol?L^-1×V₂mL）×20；
该产品中PCl₃的质量分数为

(c1V1×10-3- 1 2 ×c2×V2×10-3)×137.5×20

m

×100%=

(c1V1- 1 2 c2V2)×137.5×20×10-3

m

×100%，
故答案为：

(c1V1- 1 2 c2V2)×137.5×20×10-3

m

×100%．

点评：本题考查物质组成与含量的测定、对实验原理理解、氧化还原滴定、阅读获取信息的能力等，难度较大，是对知识的综合运用，理解实验原理是解题的关键，需要学生具有扎实的基础与综合运用分析解决问题的能力，质量分数计算量较大、步骤较多，是易错点．