三氯氧磷(POCl3)可用作半導(dǎo)體摻雜劑及光導(dǎo)纖維原料,是能推進(jìn)中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展壯大的一種重要的化工原料。工業(yè)上可以直接氧化PCl3制備POCl3,反應(yīng)原理為:P4(白磷)+6Cl2=4PCl3,2PCl3+O2=2POCl3。已知:PCl3、POCl3的部分性質(zhì)如圖:
|
熔點(diǎn)/℃ |
沸點(diǎn)/℃ |
相對(duì)分子質(zhì)量 |
其它 |
PCl3 |
-112 |
75.5 |
137.5 |
遇水生成H3PO3和HCl |
POCl3 |
2 |
105.3 |
153.5 |
遇水生成H3PO4和HCl |
某化學(xué)興趣小組模擬該工藝設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置如圖(某些夾持裝置和加熱裝置已略去):
(1)POCl
3分子中σ鍵與π鍵之比為
4:1
4:1
。
(2)檢查裝置氣密性并加入純凈的白磷,先打開(kāi)K
3、K
4,關(guān)閉K
2,將制取的氣體緩慢地通入C中,直至C中的白磷完全消失后,關(guān)閉K
3,打開(kāi)K
1、K
2,通入另一種氣體。試劑a為
濃硫酸
濃硫酸
,儀器b的名稱為
三頸燒瓶
三頸燒瓶
。
(3)裝置E反應(yīng)的化學(xué)方程式為
MnO
2+4HCl(濃)
MnCl
2+2H
2O+Cl
2↑
MnO
2+4HCl(濃)
MnCl
2+2H
2O+Cl
2↑
。
(4)裝置F的作用是
吸收尾氣中多余的氯氣,防止污染空氣,同時(shí)可以防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入裝置b中,使POCl3發(fā)生水解
吸收尾氣中多余的氯氣,防止污染空氣,同時(shí)可以防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入裝置b中,使POCl3發(fā)生水解
。
(5)通過(guò)測(cè)定三氯氧磷產(chǎn)品(含少量的PCl
3雜質(zhì))中氯元素含量,可進(jìn)一步計(jì)算產(chǎn)品的純度,實(shí)驗(yàn)步驟如下:
Ⅰ.取10g產(chǎn)品置于盛有50.00mL蒸餾水的水解瓶中,搖動(dòng)至完全水解,將水解液配成100.00mL溶液。(預(yù)處理已排除含磷粒子對(duì)后續(xù)反應(yīng)的影響)
Ⅱ.取20.00mL溶液于錐形瓶中,向其中加入4mol/L的AgNO
3溶液20.00mL,使Cl
-完全沉淀,再加入20.00mL硝基苯,振蕩,使沉淀表面被有機(jī)物覆蓋;然后選擇Fe(NO
3)
3做指示劑,用2mol/LNH
4SCN溶液滴定過(guò)量Ag
+至終點(diǎn),記下所用體積為20.00mL。[已知:K
sp(AgCl)=3.2×10
-10,K
sp(AgSCN)=2.0×10
-12]
①滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是滴入最后半滴標(biāo)準(zhǔn)液,溶液變
紅色
紅色
,且半分鐘不變色。
②產(chǎn)品中POCl
3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為
79.8%
79.8%
%(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。