Question

PCl₃是磷的常见氯化物，可用于半导体生产的外延、扩散工序。有关物质的部分性质如下：

	熔点/℃	沸点/℃	密度/g/mL	化学性质
黄磷	44.1	280.5	1.82	2P+3Cl2（少量）2PCl3 2P+5Cl2（过量）2PCl5
PCl3	-112	75.5	1.574	遇水生成H3PO4和HCl，遇氧气生成POCl3

I.PCl₃的制备

如图是实验室制备PCl₃的装置（部分仪器已省略）。

回答下列问题：

(1)仪器乙的名称是____；与自来水进水管连接的接口编号是____（填“a"或“b”）。

(2)实验前需先向仪器甲中通入一段时间CO₂，然后加热，再通入干燥C1₂ 。干燥管中碱石灰的作用主要是：①____；② ___。

(3)实验室制备Cl₂的离子方程式为 ___；实验过程中，通入氯气的速率不宜过快的原因是____。

II.测定PC1₃的纯度

测定产品中PC1₃纯度的方法如下：迅速称取4.100 g产品，水解完全后配成500 mL溶液，取出25.00 mL加入过量0.100 0 mol/L 20. 00 mL碘溶液，充分反应后再用0.100 0 mol/L Na₂S₂O₃溶液滴定过量的碘，终点时消耗12.00  mL Na₂S₂O₃溶液。已知：H₃PO₃+H₂O+I₂=H₃PO₄ +2HI，I₂+2Na₂S₂O₃=2NaI+Na₂S₄O₆，假设测定过程中没有其它反应。

(4)根据上述数据，该产品中PC1₃的质量分数为 ____；若滴定终点时仰视读数，则PC1₃的质量分数 __（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）。

III．PC1₃水解生成的H₃PO₃性质探究

(5)请你设计一个实验方案，证明H₃PO₃为二元酸：____。

Answer

直形冷凝管 b 防止空气中水蒸气进入而使PCl3水解 吸收多余的C12，防止污染环境 MnO2 + 4H+ + 2Cl- =Mn2+ +Cl2↑ + 2H2O 防止生成PCl5 93.9% 偏大 用与H3PO3相同浓度的氢氧化钠溶液进行滴定，若消耗的碱的体积为酸的二倍，则说明H3PO3为二元酸

【解析】

I.根据实验装置图分析仪器名称及连接方式；根据实验目的及题干信息分析装置的作用和操作时的注意事项；根据氯气的制备原理书写离子方程式；II.根据滴定原理计算样品的质量分数，并进行误差分析；III.根据二元酸与一元碱反应的物质的量之比用滴定法设计方案进行探究。

I.（1）根据图示装置图知，仪器乙的名称是直形冷凝管；冷凝水下进上出，则与自来水进水管连接的接口编号是b，故答案为：冷凝管；b；

（2）根据题干信息知PCl3遇水会水解，且氯气有毒，所以干燥管中碱石灰的作用主要是：①防止空气中水蒸气进入而使PCl3水解；②吸收多余的C12，防止污染环境；故答案为：防止空气中水蒸气进入而使PCl3水解；吸收多余的C12，防止污染环境；

（3）实验室制备用浓盐酸和二氧化锰加热制备Cl2，其离子方程式为MnO2 + 4H+ + 2Cl- Mn2+ +Cl2↑ + 2H2O；由题干信息分析知，P与过量Cl2反应生成PCl5，所以实验过程中，通入氯气的速率不宜过快的原因是防止生成PCl5，故答案为：MnO2 + 4H+ + 2Cl- =Mn2+ +Cl2↑ + 2H2O；防止生成PCl5；

II.（4）通过H3PO3+H2O+I2=H3PO4 +2HI，I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6，假设测定过程中没有其它反应。0.1000mol/L碘溶液20.00mL中含有碘单质的物质的量为：0.1000mo1/L×0.020L=0.002mo1，根据反应I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6可知，与磷酸反应消耗的碘单质的物质的量为：0.002mo1-0.1000mo1/L×0.012L×1/2=0.0014mo1，再由H3PO3+H2O+I2=H3PO4 +2HI可知，25mL三氯化磷水解后的溶液中含有的H3PO3的物质的量为：n(H3PO3)=n(I2)=0.0014mo1，500mL该溶液中含有H3PO3的物质的量为：0.0014mo1×=0.028mol，所以4.100g产品中含有的三氯化磷的物质的量为0.028mol，该产品中PC13的质量分数为：；若滴定终点时仰视读数，则读取数值偏大，导致最终的质量分数偏大，故答案：93.9%；偏大；

III．（5）若H3PO3为二元酸，则与氢氧化钠反应的物质的量之比为1:2，则可以用与H3PO3相同浓度的氢氧化钠溶液进行滴定，若消耗的碱的体积为酸的二倍，则说明H3PO3为二元酸，故答案为：用与H3PO3相同浓度的氢氧化钠溶液进行滴定，若消耗的碱的体积为酸的二倍，则说明H3PO3为二元酸。