Question

【題目】POC13常用作半導體摻雜劑及光導纖維原料，實驗室制備POC13并測定產品含量的實驗過程如下：

I.實驗室制備POC13。采用氧氣氧化液態PCl3法制取POC13，實驗裝置(加熱及夾持儀器略)如下圖:

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

②PCl3和POC13的相關信息如下表：

物質	熔點/℃	沸點/℃	相對分子質量	其他
PCl3	-112.0	76.0	137.5	兩者互溶，均為無色液體，遇水均劇烈反應生成含氧酸和氯化氫
POC13	2.0	106.0	153.5

(1)儀器a的名稱____________________。

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

(3)POC13遇水反應的化學方程式為____________________________。

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

II.測定POC13產品的含量。實驗步驟：

①制備POC13實驗結束后，待三頸瓶中的液體冷卻至室溫，準確稱取29.1g產品，置于盛有60.00 mL蒸餾水的水解瓶中搖動至完全水解，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標準溶液。

③加入少許硝基苯用力搖動，使沉淀表面被有機物覆蓋。

④以X為指示劑，用1.00mol/LKSCN溶液滴定過量AgNO3溶液，達到滴定終點時共用去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，會導致測量結果______(填偏高，偏低，或無影響)

(7)反應產物中POC13的質量百分含量為___________________， 若滴定終點，讀取KSCN溶液俯視刻度線，則上述結果____________(填偏高，偏低，或無影響)

Answer 1

【答案】長頸漏斗 濃硫酸 防止空氣中的水蒸氣進入三頸燒瓶 POCl3+3H2O=H3PO4+3HCl 溫度過低，反應速度太慢溫度過高，PCl3易揮發，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生成氧氣，通過加入雙氧水的量，可以控制產生氧氣的速率，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，可以平衡裝置內外的壓強，起安全瓶的作用，純凈的氧氣與三氯化磷反應生成POCl3，為了控制反應速率且要防止三氯化磷會揮發，反應的溫度控制在60～65℃，所以裝置C中用水浴，為防止POCl3揮發，用冷凝管a進行冷凝回流，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入裝置，同時吸收尾氣，因此在裝置的最后連有堿石灰的干燥管。

I.(1)儀器a的名稱長頸漏斗；

(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入三頸燒瓶；

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

(4)反應溫度要控制在60~65℃，原因是溫度過低，反應速度太慢溫度過高，PCl3易揮發，利用率低；

II.(5) 以硝酸鐵作為指示劑，可以與過量的KSCN發生特征反應，滴定終點溶液變為紅色；

(6) 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；

(7)利用關系式法計算百分含量； 若滴定終點，讀取KSCN溶液俯視刻度線，會造成讀取消耗硫氰化鉀偏少，則上述結果偏低；

I.(1)儀器a的名稱長頸漏斗；

正確答案：長頸漏斗。

(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入三頸燒瓶；

正確答案：濃硫酸 防止空氣中的水蒸氣進入三頸燒瓶。

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

正確答案：POCl3+3H2O=H3PO4+3HCl。

(4)反應溫度要控制在60~65℃，原因是溫度過低，反應速度太慢溫度過高，PCl3易揮發，利用率低；

正確答案：溫度過低，反應速度太慢溫度過高，PCl3易揮發，利用率低。

II.(5) 以硝酸鐵作為指示劑，可以與過量的KSCN發生特征反應，滴定終點溶液變為紅色；

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；

正確答案：偏低。

(7)利用關系式法計算百分含量； 若滴定終點，讀取KSCN溶液俯視刻度線，會造成讀取消耗硫氰化鉀偏少，則上述結果偏高； KSCN消耗了0.01mol，AgNO3的物質的量為0.07mol；POCl3+3H2O+6AgNO3=Ag3PO4↓+3AgCl↓+6H NO3，AgNO3+ KSCN= AgCl↓+K NO3設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的質量百分含量為 ×100%=52.7%；

正確答案：52.7% 偏高。