随着5G时代的到来,半导体材料将迎来快速发展,三氯化氧磷(POCl3)常用作半导体掺杂剂及光导纤维原料。一研究小组在实验室利用PCl3、SO2、Cl2在60~65°C时反应制备POCl3和SOCl3的实验装置如图所示(气体的制备装置未画出)。
资料卡片:
物质 | 熔点/°C | 沸点/°C | 其他 |
PCl3 | -93.6 | 76.1 | 遇水剧烈水解,易与O2反应 |
POCl3 | 1.25 | 105.8 | 遇水剧烈水解,能溶于PCl3 |
SOCl3 | -105 | 78.8 | 遇水剧烈水解,受热易分解 |
(1)该反应的化学方程式为___。
(2)A、B装置中的试剂分别是___、___。
(3)装置E的作用是___。
(4)反应装置的虚线框中未画出的仪器最好选用___(填“F”或“G”),理由是___。
(5)反应结束后,提纯POCl3的操作是___(填操作名称)。
(6)测定某掺杂剂中POCl3的含量(杂质不参与反应):准确称取4.000g样品在水解瓶中摇动至完全水解,将水解液配成250mL溶液,取25.00mL于锥形瓶中,加入0.4000mol•L-1的AgNO3溶液25.00mL,再加少许硝基苯,用力振荡。加入NH4Fe(SO4)2作指示剂,用0.l000mol•L-1KSCN标准溶液滴定过量的AgNO3至终点,消耗KSCN标准溶液22.00mL。[已知:Ksp(AgCl)=3.2×10-10,Ksp(AgSCN)=2×10-12,Ag3PO4可溶于硝酸,POCl3的相对分子质量为153.5]
①加入少量的硝基苯的目的是___。
②POCl3的质量分数为___。(保留一位小数)
高三化学实验题中等难度题
随着5G时代的到来,半导体材料将迎来快速发展,三氯化氧磷(POCl3)常用作半导体掺杂剂及光导纤维原料。一研究小组在实验室利用PCl3、SO2、Cl2在60~65°C时反应制备POCl3和SOCl3的实验装置如图所示(气体的制备装置未画出)。
资料卡片:
物质 | 熔点/°C | 沸点/°C | 其他 |
PCl3 | -93.6 | 76.1 | 遇水剧烈水解,易与O2反应 |
POCl3 | 1.25 | 105.8 | 遇水剧烈水解,能溶于PCl3 |
SOCl3 | -105 | 78.8 | 遇水剧烈水解,受热易分解 |
(1)该反应的化学方程式为___。
(2)A、B装置中的试剂分别是___、___。
(3)装置E的作用是___。
(4)反应装置的虚线框中未画出的仪器最好选用___(填“F”或“G”),理由是___。
(5)反应结束后,提纯POCl3的操作是___(填操作名称)。
(6)测定某掺杂剂中POCl3的含量(杂质不参与反应):准确称取4.000g样品在水解瓶中摇动至完全水解,将水解液配成250mL溶液,取25.00mL于锥形瓶中,加入0.4000mol•L-1的AgNO3溶液25.00mL,再加少许硝基苯,用力振荡。加入NH4Fe(SO4)2作指示剂,用0.l000mol•L-1KSCN标准溶液滴定过量的AgNO3至终点,消耗KSCN标准溶液22.00mL。[已知:Ksp(AgCl)=3.2×10-10,Ksp(AgSCN)=2×10-12,Ag3PO4可溶于硝酸,POCl3的相对分子质量为153.5]
①加入少量的硝基苯的目的是___。
②POCl3的质量分数为___。(保留一位小数)
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三氯氧磷(POCl3)常用作半导体掺杂剂及光导纤维原料,实验室制备POCl3并测定产品含量的实验过程如下:
Ⅰ.制备POCl3。
采用氧气氧化液态PCl3法制取POCl3,实验装置(加热及夹持仪器略)如图所示:
已知:①Ag++SCN-=AgSCN↓;Ksp(AgCl)> Ksp(AgSCN);磷酸银溶于硝酸。
②PCl3和POCl3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 |
POCl3 | 2.0 | 106.0 | 153.5 |
(1)POCl3遇水反应的化学方程式为_________________________________________。
(2)装置B的作用除干燥O2外,还有_________________________________________。干燥管的作用是_______________。
(3)反应温度要控制在60~65℃,原因是_____________________________________________。
Ⅱ.测定POCl3产品的含量。
实验步骤:
①制备POCl3实验结束后,待三颈烧瓶中的液体冷却至室温,准确称取30.7gPOCl3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10.00 mL3.2 mol/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0.2 mol/L KSCN溶液漓定过量的AgNO3溶液,达到滴定终点时共用去10.00 mL KSCN溶液。
(4)步骤③中加入硝基苯的作用是___________________________________________。若无此操作,所测产品中氯元素的质量分数将会__________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
(5)步骤④中X为__________, 产品中POCl3的质量分数为____________。
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三氯氧磷(POCl3)常用作半导体掺杂剂及光导纤维原料。某化学小组用PCl3氧化法制备POCl3的装置如下图所示。已知:POCl3的沸点是105.1℃,PCl3 的沸点是65.5℃;二者遇潮湿空气都易生成酸雾。
(1)仪器a的名称为_______________。
(2)装置A是氧气的发生装置,试写出A中发生反应的化学方程式:___________________。
(3)装置B的作用是______________________________________________________________。
(4)装置C中反应温度应控制在60~65℃,原因是_____________________________________。
(5)通过佛尔哈德法可以测定POCl3产品中氯元素的质量分数,实验步骤如下:
Ⅰ.取1.5000g 产品于锥形瓶中,加入足量NaOH溶液,待完全水解后加稀硝酸调至酸性。
Ⅱ.向锥形瓶中加入3.2000mol·L-1的AgNO3溶液10.00mL,使Cl-完全沉淀。
Ⅲ.向其中加入2.00mL硝基苯,用力摇动,使沉淀表面被硝基苯覆盖。
Ⅳ.加入指示剂,用0.2000mol·L-1NH4SCN标准溶液滴定过量Ag+至终点,消耗10.00mLNH4SCN溶液。
已知:Ksp(AgCl)=3.2×10-10,Ksp(AgSCN)=2.0×10-12。
①滴定选用的指示剂是________(填代号)。
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_____________________________,若无此操作所测氯元素的质量分数将会________(填“偏大”、“偏小” 或“不变”)。
③产品中氯元素的质量分数为_________。
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[化学—选修:化学与技术]三氯氧磷(化学式:POCl3)常用作半导体掺杂剂及光导纤维原料。氯化水解法生产三氯氧磷的流程如下:
(1)氯化水解法生产三氯氧磷的化学方程式为 。
(2)通过佛尔哈德法可以测定三氯氧磷产品中Cl元素含量,实验步骤如下:
Ⅰ.取a g产品于锥形瓶中,加入足量NaOH溶液,待完全水解后加稀硝酸至酸性。
Ⅱ.向锥形瓶中加入0.1000 mol·L-1的AgNO3溶液40.00 mL,使Cl-完全沉淀。
Ⅲ.向其中加入2 mL硝基苯,用力摇动,使沉淀表面被有机物覆盖。
Ⅳ.加入指示剂,用c mol·L-1NH4SCN溶液滴定过量Ag+至终点,记下所用体积。
已知:Ksp(AgCl)=3.2×10-10,Ksp(AgSCN)=2×10-12
①滴定选用的指示剂是 (选填字母),滴定终点的现象为 。
a.NH4Fe(SO4)2 b.FeCl2 c.甲基橙 d.淀粉②实验过程中加入硝基苯的目的是 ,如无此操作所测Cl元素含量将会 (填“偏大”、“偏小”或“不变”)
(3)氯化水解法生产三氯氧磷会产生含磷(主要为H3PO4、H3PO3等)废水。在废水中先加入适量漂白粉,再加入生石灰调节pH将磷元素转化为磷酸的钙盐沉淀并回收。
①在沉淀前先加入适量漂白粉的作用是 。
②下图是不同条件对磷的沉淀回收率的影响图像。
处理该厂废水最合适的工艺条件为 (选填字母)。
a.调节pH=9 b.调节pH=10 c.反应时间30 min d.反应时间120 min
③若处理后的废水中c(PO43-)=4×10-7 mol·L-1,溶液中c(Ca2+)= mol·L-1。(已知Ksp[Ca3(PO4)2]=2×10-29)
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三氯氧磷(化学式:POCl3)常用作半导体掺杂剂及光导纤维原料。氯化水解法生产三氯氧磷的流程如下:
(1)氯化水解法生产三氯氧磷的化学方程式为 。
(2)通过佛尔哈德法可以测定三氯氧磷产品中Cl元素含量,实验步骤如下:
Ⅰ.取a g产品于锥形瓶中,加入足量NaOH溶液,待完全水解后加稀硝酸至酸性。
Ⅱ.向锥形瓶中加入0.1000 mol·L-1的AgNO3溶液40.00 mL,使Cl-完全沉淀。
Ⅲ.向其中加入2 mL硝基苯,用力摇动,使沉淀表面被有机物覆盖。
Ⅳ.加入指示剂,用c mol·L-1NH4SCN溶液滴定过量Ag+至终点,记下所用体积。
已知:Ksp(AgCl)=3.2×10-10,Ksp(AgSCN)=2×10-12
①滴定选用的指示剂是 (选填字母),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 ,如无此操作所测Cl元素含量将会 (填“偏大”、“偏小”或“不变”)
(3)氯化水解法生产三氯氧磷会产生含磷(主要为H3PO4、H3PO3等)废水。在废水中先加入适量漂白粉,再加入生石灰调节pH将磷元素转化为磷酸的钙盐沉淀并回收。
①在沉淀前先加入适量漂白粉的作用是 。
②下图是不同条件对磷的沉淀回收率的影响图像。
处理该厂废水最合适的工艺条件为 (选填字母)。
a.调节pH=9 b.调节pH=10 c.反应时间30 min d.反应时间120 min
③若处理后的废水中c(PO43-)=4×10-7mol·L-1,溶液中c(Ca2+)= mol·L-1。(已知Ksp[Ca3(PO4)2]=2×10-29)
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(14分)三氯氧磷(化学式:POCl3)常用作半导体掺杂剂及光导纤维原料。氯化水解法生产三氯氧磷的流程如下:
(1)氯化水解法生产三氯氧磷的化学方程式为 。
(2)通过佛尔哈德法可以测定三氯氧磷产品中Cl元素含量,实验步骤如下:
Ⅰ.取a g产品于锥形瓶中,加入足量NaOH溶液,待完全水解后加稀硝酸至酸性。
Ⅱ.向锥形瓶中加入0.1000 mol·L-1的AgNO3溶液40.00 mL,使Cl-完全沉淀。
Ⅲ.向其中加入2 mL硝基苯,用力摇动,使沉淀表面被有机物覆盖。
Ⅳ.加入指示剂,用c mol·L-1NH4SCN溶液滴定过量Ag+至终点,记下所用体积。
已知:Ksp(AgCl)=3.2×10-10,Ksp(AgSCN)=2×10-12
①滴定选用的指示剂是 (选填字母),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 ,如无此操作所测Cl元素含量将会 __ (填“偏大”、“偏小”或“不变”)
(3)氯化水解法生产三氯氧磷会产生含磷(主要为H3PO4、H3PO3等)废水。在废水中先加入适量漂白粉,再加入生石灰调节pH将磷元素转化为磷酸的钙盐沉淀并回收。
①在沉淀前先加入适量漂白粉的作用是 。
②下图是不同条件对磷的沉淀回收率的影响图像。
处理该厂废水最合适的工艺条件为 (选填字母)。
a.调节pH=9 b.调节pH=10 c.反应时间30 min d.反应时间120 min
③若处理后的废水中c(PO43-)=4×10-7 mol·L-1,溶液中c(Ca2+)= mol·L-1。(已知Ksp[Ca3(PO4)2]=2×10-29)
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(15分)三氯氧磷(化学式:POCl3)常用作半导体掺杂剂及光导纤维原料。氯化水解法生产三氯氧磷的流程如下:
⑴氯化水解法生产三氯氧磷的化学方程式为 。
⑵通过佛尔哈德法可以测定三氯氧磷产品中Cl元素含量,实验步骤如下:
Ⅰ.取a g产品于锥形瓶中,加入足量NaOH溶液,待完全水解后加稀硝酸至酸性。
Ⅱ.向锥形瓶中加入0.1000 mol·L-1的AgNO3溶液40.00 mL,使Cl-完全沉淀。
Ⅲ.向其中加入2 mL硝基苯,用力摇动,使沉淀表面被有机物覆盖。
Ⅳ.加入指示剂,用c mol·L-1NH4SCN溶液滴定过量Ag+至终点,记下所用体积。
已知:Ksp(AgCl)=3.2×10-10,Ksp(AgSCN)=2×10-12
①滴定选用的指示剂是 (选填字母),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 ,如无此操作所测Cl元素含量将会 (填“偏大”、“偏小”或“不变”)
⑶氯化水解法生产三氯氧磷会产生含磷(主要为H3PO4、H3PO3等)废水。在废水中先加入适量漂白粉,再加入生石灰调节pH将磷元素转化为磷酸的钙盐沉淀并回收。
①在沉淀前先加入适量漂白粉的作用是 。
②下图是不同条件对磷的沉淀回收率的影响图像。
处理该厂废水最合适的工艺条件为 (选填字母)。
a.调节pH=9 b.调节pH=10 c.反应时间30 min d.反应时间120 min
③若处理后的废水中c(PO43-)=4×10-7 mol·L-1,溶液中c(Ca2+)= mol·L-1。
(已知Ksp[Ca3(PO4)2]=2×10-29)
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(15分)三氯氧磷(化学式:POCl3)常用作半导体掺杂剂及光导纤维原料。氯化水解法生产三氯氧磷的流程如下:
⑴氯化水解法生产三氯氧磷的化学方程式为 。
⑵通过佛尔哈德法可以测定三氯氧磷产品中Cl元素含量,实验步骤如下:
Ⅰ.取a g产品于锥形瓶中,加入足量NaOH溶液,待完全水解后加稀硝酸至酸性。
Ⅱ.向锥形瓶中加入0.1000 mol·L-1的AgNO3溶液40.00 mL,使Cl-完全沉淀。
Ⅲ.向其中加入2 mL硝基苯,用力摇动,使沉淀表面被有机物覆盖。
Ⅳ.加入指示剂,用c mol·L-1NH4SCN溶液滴定过量Ag+至终点,记下所用体积。
已知:Ksp(AgCl)=3.2×10-10,Ksp(AgSCN)=2×10-12
①滴定选用的指示剂是 (选填字母),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 ,如无此操作所测Cl元素含量将会 (填“偏大”、“偏小”或“不变”)
⑶氯化水解法生产三氯氧磷会产生含磷(主要为H3PO4、H3PO3等)废水。在废水中先加入适量漂白粉,再加入生石灰调节pH将磷元素转化为磷酸的钙盐沉淀并回收。
①在沉淀前先加入适量漂白粉的作用是 。
②下图是不同条件对磷的沉淀回收率的影响图像。
处理该厂废水最合适的工艺条件为 (选填字母)。
a.调节pH=9 b.调节pH=10 c.反应时间30 min d.反应时间120 min
③若处理后的废水中c(PO43-)=4×10-7 mol·L-1,溶液中c(Ca2+)= mol·L-1。
(已知Ksp[Ca3(PO4)2]=2×10-29)
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三氯氧磷(化学式:POCl3)常用作半导体掺杂剂及光导纤维原料。氯化水解法生产三氯氧磷的流程如下:
(1)请写出氯化水解法生产三氯氧磷的化学方程式____。
(2)氯化水解法生产三氯氧磷时,会产生含磷(主要为H3PO3、H3PO4等)的废水,已知H3PO3是一种易溶于水的二元弱酸。
①用化学方程式表示废水中含有H3PO4的原因:____
②写出H3PO3与过量NaOH溶液反应的离子方程式:____。
③处理废水时,先在其中加入适量漂白粉,再加入生石灰调节pH将磷元素转化为磷酸钙沉淀并回收,加入漂白粉的作用是____。
④若处理后的废水中c(PO43ˉ)=4×10ˉ7mol·Lˉ1,溶液中c(Ca2+)=____mol·Lˉ1。(已知Ksp[Ca3(PO4)2]=2×10ˉ29)
(3)通过实验可以测定三氯氧磷产品中Cl元素含量,实验步骤如下:
Ⅰ.取a g产品于锥形瓶中,加入足量NaOH溶液,待完全水解后加稀硝酸至酸性。
Ⅱ.向锥形瓶中加入0.1000 mol·L-1的AgNO3溶液40.00 mL,使Cl-完全沉淀。
Ⅲ.向其中加入2 mL硝基苯,用力摇动,使沉淀表面被有机物覆盖。
Ⅳ.加入指示剂,用c mol·Lˉ1 NH4SCN溶液滴定过量Ag+至终点,记下所用体积。已知:Ksp(AgCl)=3.2×10ˉ10,Ksp(AgSCN)=2×10ˉ12
①滴定时如选用NH4Fe(SO4)2作指示剂,则滴定终点时的现象是____。
②下列滴定操作会使所测Cl元素含量偏大的是____
A.滴定前未向锥形瓶中加入硝基苯
B.滴定前仰视,滴定后俯视
C.滴定管在滴液前有气泡,滴定后无气泡
D.滴定前向锥形瓶中加入少量水
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三氯氧磷(化学式:POCl3)无色透明的带刺激性臭味的液体,熔点1.25℃、沸点1.5℃,在潮湿空气中剧烈发烟,易与水反应。常用作半导体掺杂剂及光导纤维原料。工业上,“氯化水解法”生产三氯氧磷的方法一般是将三氯化磷加入反应釜中,通入氯气,同时滴加水,控制氯水比在3.94左右,并控制氯气和水的通入速率,其流程如下:
(1)在反应釜中将原料加热至105~109℃,“氯化水解法”生产三氯氧磷的化学方程式为___________。
(2)冷凝得到的粗三氯氧磷—般含有PCl3、H3PO3、PCl5和_________(填化学式)等杂质,进一步精制的方法是____________。
(3)已知H3PO3是—种易溶于水的二元弱酸。
①若将20 mL溶液与60 mL NaOH溶液等浓度混合并充分反应,化学方程式为______________。
②往废水中加入适量漂白粉并调节pH呈酸性,可将磷元素转化为磷酸钙沉淀回收,写出将H3PO3转化为磷酸钙的离子方程式:_____________________。
③经上述方法处理后的废水中c(PO43-) = 4×l0-7mol·L-1,溶液中c(Ca2+) =________mol·L-1。
(已知 Ksp[Ca3(PO4)2] = 2×10-29)
(4)工业上,还可以以三氯化磷为原料通过“氧气直接氧化法”制备三氯氧磷。从原理上看,与“氯化水解法”相比,该方法的优点是_______________________。(写出两点)
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