半导体生产中常需要控制掺杂,以保证控制电阻率.三氯化磷(PCl3)是一种重要的掺杂剂.实验室要用黄磷(即白磷)与干燥的Cl2模拟工业生产制取PCl3 , 装置如图所示:(部分夹持装置略去)<br

所属学校:学历教育 科目:高中化学 2024-10-15 08:40:25 高中化学

半导体生产中常需要控制掺杂,以保证控制电阻率.三氯化磷(PCl3)是一种重要的掺杂剂.实验室要用黄磷(即白磷)与干燥的Cl2模拟工业生产制取PCl3 , 装置如图所示:(部分夹持装置略去)1已知黄磷与少量Cl2反应生成PCl3 , 与过量Cl2反应生成PCl5 PCl3遇水会强烈水解生 成 H3PO3和HC1.遇O2会生成P0Cl3 , P0Cl3溶于PCl3 , PCl3、POCl3的熔沸点见下表:

物质

熔点/℃

沸点/℃

PCl3

﹣112

75.5

POCl3

2

105.3

请回答下列问题:(1)A装置中制氯气的离子方程式为______ .(2)B中所装试剂是______ , E中冷水的作用是______F中碱石灰的作用是______(3)实验时,检査装置气密性后,先打开K3通入干燥的CO2 , 再迅速加入黄磷.通干燥CO2的作用是______ .(4)粗产品中常含有POCl3、PCl5等.加入黄磷加热除去PCl5后.通过______(填实验操作名称),即可得到较纯净的PCl3 .(5)通过下面方法可测定产品中PCl3的质量分数①迅速称取1.00g产品,加水反应后配成250mL溶液;②取以上溶液25.00mL,向其中加入10.00mL0.1000mol•L﹣1碘水,充分反应;③向②所得溶液中加入几滴淀粉溶液,用0.1000mol•L﹣1的Na2S2O3 , 溶液滴定③重复②、③操作,平均消耗Na2S2O3 , 溶液8.40ml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PC13的质量分数为______ .

【答案】

(1)MnO2+4H++2Cl﹣ 1 Mn2++Cl2↑+2H2O

(2)浓HSO4;冷凝PCl3防止其挥发;吸收多余的氯气,防止空气中的水和PCl3反应

(3)排尽装置中的空气,防止白磷自燃

(4)蒸馏

(5)79.75%

【解析】

解:(1)装置A中发生的反应是MnO2+4HCl 1 MnCl2+Cl2↑+2H2O,经改写可得:MnO2+4H++2Cl﹣ 1 Mn2++Cl2↑+2H2O,所以答案是:MnO2+4H++2Cl﹣ 1 Mn2++Cl2↑+2H2O;(2)防止生成的PC13水解,参加反应的氯气必须要干燥,可利用B装置中盛装的浓硫酸干燥氯气;E中冷水应该是降温的,再结合烧瓶中收集的PC13易挥发,可知冷水的用水是冷凝PC13 , 防挥发;实验中多余的氯气有毒,如果直接排放会污染空气,另外如果空气的水进入烧瓶,会导致PC13水解,结合碱石灰的性质可知是吸收尾气氯气,同时防止空气中的水汽进入烧瓶,所以答案是:浓HSO4;冷凝PCl3防止其挥发;吸收多余的氯气,防止空气中的水汽进入烧瓶与PC13反应;(3)白磷遇氧气会自燃,故要排除装置中的空气,可通过通入的CO2达到目的,所以答案是:排尽装置中的空气,防止白磷自燃;(4)POCl3和PCl3熔沸点存在明显的差异,除去PC13中混有的POCl3 , 可选择蒸馏的方式进行分离,以得到纯净的PC13 , 所以答案是:蒸馏;(5)滴定实验涉及关系式为PCl3~H3PO3~I2和2Na2S2O3~I2 , 设混合物中PC13的物质的量为nmol,水解生成的H3PO3反应掉的I2的物质的量为nmol;滴定多余I2的消耗的Na2S2O3的物质的量为0.1000mol•L﹣1×8.40×10﹣3L=8.4×10﹣4mol,多余的I2的物质的量为 2 =0.00042mol,提供I2的总物质的量为0.1000mol•L﹣1×10.0×10﹣3L=1.0×10﹣3mol,则H3PO3反应掉的I2的物质的量nmol=1.0×10﹣3mol﹣0.00042mol=0.00058mol,25ml溶液里含有PC13的质量为0.00058mol×137.5g•mol﹣1=0.07975g,产品中PC13的质量分数为 3 ×100%=79.75%,所以答案是:79.75%.

版权声明

声明:有的资源均来自网络转载,版权归原作者所有,如有侵犯到您的权益 请联系本站我们将配合处理!

下一篇 :返回列表

分享: