Question

【題目】POC13常用作半導(dǎo)體摻雜劑及光導(dǎo)纖維原料，實(shí)驗(yàn)室制備POC13并測(cè)定產(chǎn)品含量的實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下：

I.實(shí)驗(yàn)室制備POC13。采用氧氣氧化液態(tài)PCl3法制取POC13，實(shí)驗(yàn)裝置(加熱及夾持儀器略)如下圖:

資料：①Ag＋+SCN－=AgSCN↓ Ksp(AgCl)>Ksp(AgSCN)；

②PCl3和POC13的相關(guān)信息如下表：

物質(zhì)	熔點(diǎn)/℃	沸點(diǎn)/℃	相對(duì)分子質(zhì)量	其他
PCl3	-112.0	76.0	137.5	兩者互溶，均為無(wú)色液體，遇水均劇烈反應(yīng)生成含氧酸和氯化氫
POC13	2.0	106.0	153.5

(1)儀器a的名稱(chēng)____________________。

(2)B中所盛的試劑是________，干燥管的作用是_____________________。

(3)POC13遇水反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________。

(4)反應(yīng)溫度要控制在60~65℃，原因是：____________________________。

II.測(cè)定POC13產(chǎn)品的含量。實(shí)驗(yàn)步驟：

①制備POC13實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，待三頸瓶中的液體冷卻至室溫，準(zhǔn)確稱(chēng)取29.1g產(chǎn)品，置于盛有60.00 mL蒸餾水的水解瓶中搖動(dòng)至完全水解，將水解液配成100.00 mL溶液。

②取10.00 mL溶液于錐形瓶中，加入20.00 mL 3.5mol/L AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液。

③加入少許硝基苯用力搖動(dòng)，使沉淀表面被有機(jī)物覆蓋。

④以X為指示劑，用1.00mol/LKSCN溶液滴定過(guò)量AgNO3溶液，達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)共用去10.00mLKSCN溶液。

(5)步驟④中X可以選擇___________________ 。

(6)步驟③若不加入硝基苯，會(huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果______(填偏高，偏低，或無(wú)影響)

(7)反應(yīng)產(chǎn)物中POC13的質(zhì)量百分含量為___________________， 若滴定終點(diǎn)，讀取KSCN溶液俯視刻度線(xiàn)，則上述結(jié)果____________(填偏高，偏低，或無(wú)影響)

Answer 1

【答案】長(zhǎng)頸漏斗 濃硫酸 防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入三頸燒瓶 POCl3+3H2O=H3PO4+3HCl 溫度過(guò)低，反應(yīng)速度太慢溫度過(guò)高，PCl3易揮發(fā)，利用率低 Fe(NO3)3 偏高 52.7% 偏低

【解析】

A裝置中用雙氧水與二氧化錳反應(yīng)生成氧氣，通過(guò)加入雙氧水的量，可以控制產(chǎn)生氧氣的速率，氧氣中含有水蒸氣用濃硫酸除去，所以B裝置中裝濃硫酸，裝置B中有上頸漏斗，可以平衡裝置內(nèi)外的壓強(qiáng)，起安全瓶的作用，純凈的氧氣與三氯化磷反應(yīng)生成POCl3，為了控制反應(yīng)速率且要防止三氯化磷會(huì)揮發(fā)，反應(yīng)的溫度控制在60～65℃，所以裝置C中用水浴，為防止POCl3揮發(fā)，用冷凝管a進(jìn)行冷凝回流，POCl3遇水均劇烈水解為含氧酸和氯化氫，所以為防止空氣中水蒸汽進(jìn)入裝置，同時(shí)吸收尾氣，因此在裝置的最后連有堿石灰的干燥管。

I.(1)儀器a的名稱(chēng)長(zhǎng)頸漏斗；

(2)B中所盛的試劑是濃硫酸，干燥管的作用是防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入三頸燒瓶；

(3)POC13遇水反應(yīng)的化學(xué)方程式為POCl3+3H2O=H3PO4+3HCl；

(4)反應(yīng)溫度要控制在60~65℃，原因是溫度過(guò)低，反應(yīng)速度太慢溫度過(guò)高，PCl3易揮發(fā)，利用率低；

II.(5) 以硝酸鐵作為指示劑，可以與過(guò)量的KSCN發(fā)生特征反應(yīng)，滴定終點(diǎn)溶液變?yōu)榧t色；

(6) 加入少量硝基苯可以使生成的氯化銀沉淀離開(kāi)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；

(7)利用關(guān)系式法計(jì)算百分含量； 若滴定終點(diǎn)，讀取KSCN溶液俯視刻度線(xiàn)，會(huì)造成讀取消耗硫氰化鉀偏少，則上述結(jié)果偏低；

I.(1)儀器a的名稱(chēng)長(zhǎng)頸漏斗；

正確答案：長(zhǎng)頸漏斗。

(2)B中所盛的試劑是濃硫酸，干燥管的作用是防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入三頸燒瓶；

正確答案：濃硫酸 防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入三頸燒瓶。

(3)POC13遇水反應(yīng)的化學(xué)方程式為POCl3+3H2O=H3PO4+3HCl；

正確答案：POCl3+3H2O=H3PO4+3HCl。

(4)反應(yīng)溫度要控制在60~65℃，原因是溫度過(guò)低，反應(yīng)速度太慢溫度過(guò)高，PCl3易揮發(fā)，利用率低；

正確答案：溫度過(guò)低，反應(yīng)速度太慢溫度過(guò)高，PCl3易揮發(fā)，利用率低。

II.(5) 以硝酸鐵作為指示劑，可以與過(guò)量的KSCN發(fā)生特征反應(yīng)，滴定終點(diǎn)溶液變?yōu)榧t色；

正確答案：Fe(NO3)3。

(6) 加入少量硝基苯可以使生成的氯化銀沉淀離開(kāi)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；

正確答案：偏低。

(7)利用關(guān)系式法計(jì)算百分含量； 若滴定終點(diǎn)，讀取KSCN溶液俯視刻度線(xiàn)，會(huì)造成讀取消耗硫氰化鉀偏少，則上述結(jié)果偏高； KSCN消耗了0.01mol，AgNO3的物質(zhì)的量為0.07mol；POCl3+3H2O+6AgNO3=Ag3PO4↓+3AgCl↓+6H NO3，AgNO3+ KSCN= AgCl↓+K NO3設(shè)10ml溶液中溶解了xmol POCl3；

POCl3～6AgNO3 KSCN～ AgNO3

1mol 6mol 1mol 1mol

Xmol 6xmol 0.01mol 0.01mol

0.01+6x=0.07得x=0.01mol，則100ml溶液中溶解了POCl30.1mol，POC13的質(zhì)量百分含量為 ×100%=52.7%；

正確答案：52.7% 偏高。