Question

【題目】這次中美貿易戰的矛盾激化，也讓我們看到了中國半導體產業存在的諸多不足，俗話說“亡羊補牢，為時未晚”，找出存在的不足，然后針對地去解決問題，才能讓半導體產業鏈發展壯大起來。三氯化氧磷(POCl3)是一種重要的化工原料，常用作半導體摻雜劑及光導纖維原料。一研究小組在實驗室模擬反應制備POCl3并測定產品含量。

資料卡片：

物質	熔點/℃	沸點/℃	相對分子質量	其他
PCl3	-93.6	76.1	137.5	遇水劇烈水解，易與O2反應
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，反應的離子方程式是：______________。

（2）溶液A為飽和食鹽水，乙裝置中應該盛裝的試劑為__________(填“P2O5”或“堿石灰”或“濃H2SO4”或“無水硫酸銅”)；反應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，控制反應溫度在60～65℃，其原因是_________________________。

（5）產品經提純后仍含少量PCl3雜質，通過佛爾哈德法可測定產品中POCl3的含量：準確稱取1.500g樣品在碘量瓶中搖動至完全水解，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20.00mL(Ag++C1-=AgC1↓)，再加少許硝基苯，用力振蕩，使沉淀被有機物覆蓋。加入NH4Fe(SO4)2作指示劑，用0.1000mol·L-1KSCN標準溶液滴定過量的AgNO3至終點(Ag++SCN-=AgSCN↓)，做平行實驗，平均消耗KSCN標準溶液10.00mL。

①達到滴定終點的現象是_____________________________________________________。

②POCl3的質量分數為________________________。

③已知：KSP(AgC1)=3．2×10-10 mol2·L-2，KSP(AgSCN)=2×10-12 mol2·L-2，若無硝基苯覆蓋沉淀表面，測定POCl3的質量分數將___________(填“偏大”、“偏小”、“無影響”)。

Answer 1

【答案】+2H+=SO2↑+H2O P2O5 己 通過觀察產生氣泡的速率控制通入氣體的流速 溫度太低，反應速率太慢，溫度太高，PCl3等物質揮發 滴入最后一滴KSCN標準溶液，溶液變紅色，且半分鐘內不褪色 79．9％ 偏小

【解析】

（1）若選用Na2SO3固體與70％濃H2SO4發生氧化還原反應，生成二氧化硫和水，反應的離子方程式是：+2H+=SO2↑+H2O；

答案為：+2H+=SO2↑+H2O；

（2）乙裝置為球形干燥管，只能填裝固體藥品，用來干燥氯氣，因此干燥劑不能與氯氣反應，堿石灰能與氯氣反應不可用，無水硫酸銅有吸水性，但吸水效果不好，一般不能作為干燥劑，所以乙中盛裝的為P2O5；根據表格中反應物生成物熔沸點可知，為了使反應充分進行，球型冷凝管效果更好；

答案為：P2O5；己；

（3）在丙裝置中，通入二氧化硫和氯氣的速度太快，導致反應物不能充分接觸，產率會降低，原料的利用率降低，可以通過甲和丁裝置中氣泡的速度來控制通入到丙裝置的氣流速度，讓反應物有充分的接觸；

答案為：通過觀察產生氣泡的速率控制通入氣體的流速；

（4）PCl3的沸點為76.1，溫度太高PCl3易揮發，溫度太低反應速率太慢；

答案為：溫度太低，反應速率太慢，溫度太高，PCl3等物質揮發；

（5）①加入NH4Fe(SO4)2中的鐵為+3價，KSCN先與過量的AgNO3反應生成沉淀，當把過量的AgNO3消耗完，再與三價鐵離子反應，達到滴定終點的現象是滴入最后一滴KSCN標準溶液，溶液變紅色，且半分鐘內不褪色；

答案為：滴入最后一滴KSCN標準溶液，溶液變紅色，且半分鐘內不褪色；

②POCl3易水解生產鹽酸和磷酸，用硝酸銀滴定水解產生的氯離子，來確定POCl3的含量；

n過量(AgNO3)=0.1000mol/L×0.01L=0.001mol，

沉淀10.00mL溶液中Cl消耗的AgNO3的物質的量為：0.2000mol/L×0.02L0.001mol=0.003mol，n(Cl)=0.003mol，設POCl3的質量為xg，雜質PCl3的質量為（1.500g-x）g，則，解得x=1.199g

產品中POCl3的百分含量為：×100%=79.9%；

故答案為：79.9%；

③已知：KSP(AgC1)=3．2×10-10 mol2·L-2，KSP(AgSCN)=2×10-12 mol2·L-2，AgSCN沉淀的溶解度比AgC1小，如果不進行此操作，則會有AgC1部分電離，消耗的KSCN溶液偏多，導致樣品中氯元素的含量偏小，測定POCl3的質量分數將偏小；

答案為：偏小。