Question

【題目】這次中美貿易戰(zhàn)的矛盾激化，也讓我們看到了中國半導體產業(yè)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(yè)鏈發(fā)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，反應的化學方程式是：____________。

（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）通過佛爾哈德法可測定經過提純后的產品中POCl3的含量：準確稱取1．600g樣品在水解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20．00 mL(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0．1000 mol·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10．00 mL。

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】Na2SO3+H2SO4 ═Na2SO4 +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(fā) 滴入最后一滴KSCN標準溶液，溶液變紅色，且半分鐘內不褪色 95.9％ 偏小

【解析】

由實驗裝置圖和實驗原理可知，裝置A甲中盛有飽和食鹽水，除去氯氣中混有的氯化氫，裝置乙中盛有酸性固體干燥劑五氧化二磷，干燥氯氣，裝置丁中盛有濃硫酸，干燥二氧化硫，裝置丙為三氯化氧磷的制備裝置，裝置中球形冷凝管的作用是冷凝回流三氯化氧磷，防止三氯化氧磷受熱揮發(fā)，盛有堿石灰的干燥管的作用是吸收未反應的氯氣和二氧化硫，防止污染環(huán)境，同時吸收空氣中水蒸氣，防止水蒸氣進入三頸燒瓶中導致三氯化氧磷水解。

（1）Na2SO3固體與70％濃H2SO4反應生成硫酸鈉、二氧化硫和水，反應的化學方程式為Na2SO3+H2SO4 ═Na2SO4 +SO2↑+H2O，故答案為：Na2SO3+H2SO4 ═Na2SO4 +SO2↑+H2O；

（2）溶液A中飽和食鹽水的作用是除去氯氣中混有的氯化氫，裝置乙中盛有酸性固體干燥劑五氧化二磷，干燥氯氣，防止水蒸氣進入三頸燒瓶中導致三氯化氧磷水解；裝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、三氯化氧磷等受熱揮發(fā)，降低三氯化氧磷的產率，為增強冷凝效果不能選用直形冷凝管，故答案為：P2O5；己；

（3）甲、丁裝置的作用除了用于氣體的凈化除雜外，還可以起到觀察產生氣泡的速率控制通入氣體的流速，有利于反應充分進行，故答案為：通過觀察產生氣泡的速率控制通入氣體的流速；

（4）因若溫度太低，反應速率太慢，若溫度太高，PCl3等物質受熱揮發(fā)，降低三氯化氧磷的產率，所以實驗時用水浴加熱三頸燒瓶，控制反應溫度在60～65℃，故答案為：溫度太低，反應速率太慢，溫度太高，PCl3等物質揮發(fā)；

（5）①由題意可知，測定POCl3產品含量時以NH4Fe(SO4)2溶液為指示劑，用KSCN溶液滴定過量的AgNO3溶液，達到終點時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，故答案為：滴入最后一滴KSCN標準溶液，溶液變紅色，且半分鐘內不褪色；

②KSCN的物質的量為0.1mol/L×0.01L=0.001mol，根據反應Ag++SCN-=AgSCN↓，可知溶液中剩余的銀離子的物質的量為0.001mol，則與POCl3和水反應生成氯化氫的銀離子的物質的量為（0.004mol —0.001mol）=0.003mol，水解生成的氯化氫的物質的量為0.003mol，由題意可知1.600g樣品中POCl3的物質的量為×10=0.01mol，所以產品中POCl3的質量分數為×100%=95.9%，故答案為：95.9%；

③加入少量硝基苯可以使生成的氯化銀沉淀離開溶液，如果不加硝基苯，在水溶液中部分氯化銀可以轉化成AgSCN，已知Ksp（AgCl）>Ksp（AgSCN），使得實驗中消耗的AgSCN偏多，根據（7）的計算原理可知，會使測定結果將偏低，故答案為：偏低。