POC13常用作半导体掺杂剂及光导纤维原料,实验室制备POC13并测定产品含量的实验过程如下:
I.实验室制备POC13。采用氧气氧化液态PCl3法制取POC13,实验装置(加热及夹持仪器略)如下图:
资料:①Ag++SCN-=AgSCN↓ Ksp(AgCl)>Ksp(AgSCN);
②PCl3和POC13的相关信息如下表:
物质 | 熔点/℃ | 沸点/℃ | 相对分子质量 | 其他 |
PCl3 | -112.0 | 76.0 | 137.5 | 两者互溶,均为无色液体,遇水均剧烈反应生成含氧酸和氯化氢 |
POC13 | 2.0 | 106.0 | 153.5 |
(1)仪器a的名称____________________。
(2)B中所盛的试剂是________,干燥管的作用是_____________________。
(3)POC13遇水反应的化学方程式为____________________________。
(4)反应温度要控制在60~65℃,原因是:____________________________。
II.测定POC13产品的含量。实验步骤:
①制备POC13实验结束后,待三颈瓶中的液体冷却至室温,准确称取29.1g产品,置于盛有60.00 mL蒸馏水的水解瓶中摇动至完全水解,将水解液配成100.00 mL溶液。
②取10.00 mL溶液于锥形瓶中,加入20.00 mL 3.5mol/L AgNO3标准溶液。
③加入少许硝基苯用力摇动,使沉淀表面被有机物覆盖。
④以X为指示剂,用1.00mol/LKSCN溶液滴定过量AgNO3溶液,达到滴定终点时共用去10.00mLKSCN溶液。
(5)步骤④中X可以选择___________________ 。
(6)步骤③若不加入硝基苯,会导致测量结果______(填偏高,偏低,或无影响)
(7)反应产物中POC13的质量百分含量为___________________, 若滴定终点,读取KSCN溶液俯视刻度线,则上述结果____________(填偏高,偏低,或无影响)
高二化学实验题困难题
POC13常用作半导体掺杂剂及光导纤维原料,实验室制备POC13并测定产品含量的实验过程如下:
I.实验室制备POC13。采用氧气氧化液态PCl3法制取POC13,实验装置(加热及夹持仪器略)如下图:
资料:①Ag++SCN-=AgSCN↓ Ksp(AgCl)>Ksp(AgSCN);
②PCl3和POC13的相关信息如下表:
物质 | 熔点/℃ | 沸点/℃ | 相对分子质量 | 其他 |
PCl3 | -112.0 | 76.0 | 137.5 | 两者互溶,均为无色液体,遇水均剧烈反应生成含氧酸和氯化氢 |
POC13 | 2.0 | 106.0 | 153.5 |
(1)仪器a的名称____________________。
(2)B中所盛的试剂是________,干燥管的作用是_____________________。
(3)POC13遇水反应的化学方程式为____________________________。
(4)反应温度要控制在60~65℃,原因是:____________________________。
II.测定POC13产品的含量。实验步骤:
①制备POC13实验结束后,待三颈瓶中的液体冷却至室温,准确称取29.1g产品,置于盛有60.00 mL蒸馏水的水解瓶中摇动至完全水解,将水解液配成100.00 mL溶液。
②取10.00 mL溶液于锥形瓶中,加入20.00 mL 3.5mol/L AgNO3标准溶液。
③加入少许硝基苯用力摇动,使沉淀表面被有机物覆盖。
④以X为指示剂,用1.00mol/LKSCN溶液滴定过量AgNO3溶液,达到滴定终点时共用去10.00mLKSCN溶液。
(5)步骤④中X可以选择___________________ 。
(6)步骤③若不加入硝基苯,会导致测量结果______(填偏高,偏低,或无影响)
(7)反应产物中POC13的质量百分含量为___________________, 若滴定终点,读取KSCN溶液俯视刻度线,则上述结果____________(填偏高,偏低,或无影响)
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三氯化磷()和三氯氧磷(POCl3)是两种遇水会强烈水解的物质。PCl3是合成药物的重要化工原料;POCl3用于制取染料中间体,有机合成的氯化剂、催化剂和阻燃剂,还常用作半导体掺杂剂及光导纤维原料。
I.白磷和Cl2化合制PCl3
已知白磷与少量Cl2反应生成PCl3,与过量Cl2反应生成PCl5;PCl3遇O2会生成POCl3;POCl3能溶于PCl3。实验室制取PCl3的装置示意图和有关数据如下:
实验过程中要加入白磷、通入CO2 、通入Cl2、加热,实验时具体的操作顺序是:打开K2,使体系中充满CO2,再加入白磷,打开K1,通入氯气,再加热。
(1)干燥管中碱石灰的作用是_______________。
(2)PCl3强烈水解的产物是H3PO3和HCl,PC13遇水所得溶液中除OH-之外其它离子的浓度由大到小的顺序是____________________(己知亚磷酸H3PO3是二元弱酸:H3PO3 H++ H2PO3-,H2PO3-H++HPO32-)。
(3)实验制得的粗产品中常含有POCl3、PC15等,PC15先用白磷除去后,再用____________方法除去PC13中的POCl3制备纯净的PCl3。
A.萃取 B.过滤 C.蒸馏 D.蒸发结晶
II.氯化水解法生产POC13
主要反应是:PC13+C12+H2O=POC13+2HCl,流程如下:
(1)若将0.01mol POCl3加到水中水解,再与含2.4gNaOH的溶液混合充分反应,并配成1L的溶液,取出少量的溶液于试管中,再向其中逐滴加入0.010mol/L的AgNO3溶液,则先产生的沉淀是_____________[已知Ksp(Ag3PO4)=1.4×10-16,Ksp(AgCl)=1.8×10-10]。
(2)通过下列方法可以测定三氯氧磷产品中Cl元素含量,实验步骤如下:
A.取ag产品于锥形瓶中,加入足量NaOH 溶液,再加稀硝酸至酸性。
B.向锥形瓶中加入0.1000 mol/L的AgNO3溶液40.00mL,使Cl-完全沉淀。
C.向其中加入2mL硝基苯,用力摇动,使沉淀表面被有机物覆盖。
D.加入指示剂,用cmol/LNH4SCN溶液滴定过量Ag+至终点,记下所用体积bmL。
己知:AgSCN是白色沉淀,Ksp(AgSCN)=2×10-12
①滴定选用的指示剂是_____________(填字母序号),滴定终点的现象为_________________。
A.FeCl2 B.NH4Fe(SO4)2 C.淀粉 D.甲基橙
②实验过程中加入硝基苯的目的是覆盖氯化银,防止沉淀转化生成AgSCN而导致数据不准确。如无此操作,所测Cl元素含量将会______________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
③根据上面实验数据计算三氯氧磷产品中Cl元素的含量为______________。
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(14分)1-乙氧基萘是一种无色液体,密度比水大,不溶于水,易溶于醇、醚,熔点5.5 ℃,沸点267.4 ℃。1-乙氧基萘常用作香料,也可作为合成其他香料的原料。实验室制备1-乙氧基萘的过程如下:
(1)将混合液置于如图所示的容器中加热充分反应。实验中使用过量乙醇的原因是。 烧瓶上连接 长直玻璃管的主要作用是________。
(2)反应结束,将烧瓶中的液体倒入冷水中,经处理得到有机层。为提纯产物有以下四步操作: ①蒸馏 ②水洗并分液 ③用10%的NaOH溶液碱洗并分液 ④用无水氯化钙干燥并过滤。正确的顺序是________。
A.③②④① B.①②③④ C.②①③④
(3)蒸馏时所用的玻璃仪器除了酒精灯、冷凝管、接收器、 锥形瓶外还有________。
(4)实验测得1-乙氧基萘的产量与反应时间、温度的变化 如图所示,时间延长、温度升高1-乙氧基萘的产量下降的原因可能是、。
(5)用金属钠可检验1-乙氧基萘是否纯净,简述实验现象 与结论:________。
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(14分)1-乙氧基萘是一种无色液体,密度比水大,不溶于水,易溶于醇、醚,熔点5.5 ℃,沸点267.4 ℃。1-乙氧基萘常用作香料,也可作为合成其他香料的原料。实验室制备1-乙氧基萘的过程如下:
(1)将混合液置于如图所示的容器中加热充分反应。实验中使用过
量乙醇的原因是。烧瓶上连接长直玻璃管的主要
作用是。
(2)反应结束,将烧瓶中的液体倒入冷水中,经处理得到有机层。为提纯产物有以下四步操作: ①蒸馏 ②水洗并分液 ③用10%的NaOH溶液碱洗并分液 ④用无水氯化钙干燥并过滤。正确的顺序是________。
A.③②④① B.①②③④ C.②①③④
(3)蒸馏时所用的玻璃仪器除了酒精灯、冷凝管、接收器、
锥形瓶外还有________ ,________。
(4)实验测得1-乙氧基萘的产量与反应时间、温度的变化
如图所示,时间延长、温度升高1-乙氧基萘的产量下
降的原因可能是________、________。
(5)用金属钠可检验1-乙氧基萘是否纯净,简述实验现象与结论:。
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草酸合铁(Ⅲ)酸钾的体Kx[Fey(C2O4)z] ·nH2O 可用于摄影和蓝色印刷。为确定其组成,某化学兴趣小组在没有氧气干扰下进行如下实验:
实验I.草酸根含量的测定
称取0.9820g样品放入锥形瓶中,加入适量稀硫酸和一定量水,加热至343~358K,用0.2000mol/L KMnO4溶液滴定,滴定过程中草酸转变成CO2逸出反应容器,KMnO4转变成Mn2+。达到滴定终点时,共消耗KMnO4 溶液12.00 mL。
实验II. 铁含量的测定
将上述滴定过的保留液充分加热,使淡紫红色消失。冷却后,调节溶液pH并加入过量的KI固体,充分反应后调节pH至7左右,滴入几滴淀粉溶液作指示剂,用0.2500mol/LNa2S2O3标准溶液滴定至终点。共消耗Na2S2O3溶液8.00mL.(已知: 实验II中涉及的部分离子方程式为I2+2S2O32-=2I-+S4O62-)
请根据上述实验回答下列问题:
(1)实验I在滴定过程中反应的离子方程式为________________。
(2)MnO4-在酸性条件下,加热能分解为O2,同时生成Mn2+,若实验II中没有对实验I的保留液进行充分加热,则测定的Fe3+的含量将会____(填“偏高”、“偏低”或“不变”。)
(3)实验II用淀粉溶液作指示剂,则滴定终点观察到的现象为_________。
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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,装置如下图所示:(部分夹持装置略去)
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HCl。遇O2会生成POCl3,POCl3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 。
(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250 mL溶液;
②取以上溶液25.00mL,向其中加入10.00 mL 0.1000 mol/L碘水,充分反应;
③向②所得溶液中加入几滴淀粉溶液,用0.1000 mol/L的Na2S2O3,溶液滴定
④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_______。
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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,装置如下图所示:(部分夹持装置略去)
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HCl。遇O2会生成POCl3,POCl3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 。
(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250 mL溶液;
②取以上溶液25.00mL,向其中加入10.00 mL 0.1000 mol/L碘水,充分反应;
③向②所得溶液中加入几滴淀粉溶液,用0.1000 mol/L的Na2S2O3,溶液滴定
④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_______。
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(12分)以氯化钠和硫酸铵为原料制备氯化铵及副产品硫酸钠,工艺流程如下:
氯化铵和硫酸钠的溶解度随温度变化如上图所示。回答下列问题:
(1)写出制备 NH4Cl的化学方程式:。
(2)实验室进行蒸发浓缩用到的主要仪器有________、带铁圈的铁架台、玻璃棒、酒精灯等。
(3)实验过程中趁热过滤的目的是________。冷却结晶后的过滤采用抽滤,其装置如图1所示,请指出该装置中的错误之处________;
图1 图2
(4)趁热过滤后,滤液冷却结晶。一般情况下,下列哪些因素有利于得到较大的晶体________。
A.缓慢冷却溶液 B.溶液浓度较高
C.溶质溶解度较小 D.缓慢蒸发溶剂
(5)为定粗产品的含氮量,称取11.2gNH4Cl粗产品,用图2装置进行实验,充分反应后,测得B装置增重3.4g。则该粗产品中含氮的质量分数为________。
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氮化俚(Li3N)是一种金属化合物,常用作储氢材料,某化学兴趣小组设计制备氮化锂并测定其组成的实验如下(已知: Li3N易水解)。
请回答下列问题:
(1)Li3N水解的化学方程式为__________________。
(2)实验时首先点燃A处酒精灯。写出装置A中发生反应的化学方程式______________。
(3))装置D的作用是_______________。
(4)请用化学方法确定氮化锂中含有未反应的锂,写出实验操作及现象______________。
(5)测定氮化锂的纯度。
假设锂粉只与氮气反应。称取6.0g反应后的固体,加入足量水,将生成的气体全部蒸出并通入200.00mL1.00mol/L盐酸中,充分反应后,将所得溶液稀释至500.00mL;取25.00mL稀释后的溶液注入锥形瓶中,加入几滴酚酞,用0.10mol/LNaOH标准溶液滴定过量的盐酸。
①判断滴定终点的现象是___________。
②滴定起始和终点的液面位置如图,则产品的纯度为___________。
③若漓定前平视读数,滴定后仰视读数,则测定结果____(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
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