問題詳情:
POCl3常用作半導體摻雜劑及光導纖維原料,實驗室採用氧氣氧化液態PCl3法制取POCl3,有關物質的部分*質如下表
物質 | 熔點/℃ | 沸點/℃ | 相對分子質量 | 其他 |
PCl3 | -112.0 | 76.0(易揮發) | 137.5 | 兩者互溶,均為無*液體,遇水均劇烈反應生成含氧*和*化* |
POC13 | 2.0 | 106.0 | 153.5 |
實驗裝置(加熱及夾持儀器略)如下:
(1)*裝置的名稱是____________,乾燥管的作用是____________
(2)裝置C中生成POCl3的化學方程式為______________
(3)裝置B的作用除觀察氣體的流速外,還有________ 、________
(4)反應温度不能過高,原因是______________。
(5)反應一段時間後,待三頸瓶中的液體冷卻至室温,準確稱取29.1*品(僅含PCl3雜質),置於盛有60.00 mL蒸餾水的密閉水解瓶中搖動至完全與水反應,將水解液配成100.00 mL溶液,加入AgNO3溶液至恰好完全反應,測得生成的AgCl的質量為86.1g,則產品中POC13的質量分數為___(保留三位有效數字)
【回答】
【*】 (1). 球形冷凝管 (2). 防止空氣中水蒸氣進入C中 (3). 2PCl3+O2=2POCl3 (4). 乾燥氣體 (5). 觀察是否堵塞 (6). 温度過高PCl3易揮發,影響產率 (7). 52.7%
【解析】
【分析】
由製備實驗裝置可知,A中過氧化*分解生成氧氣,裝置B可觀察氣體的速率、乾燥氣體、平衡壓強,C中氧氣氧化液態PCl3 製取POCl3,冷凝管進行冷凝迴流,提高利用率。PCl3、POCl3遇水劇烈反應生成含氧*和*化*,乾燥管中鹼石灰可防止空氣中的水蒸氣進入三頸燒瓶。
【詳解】由製備實驗裝置可知,A中過氧化*分解生成氧氣,裝置B可觀察氣體的速率、乾燥氣體、平衡壓強,C中氧氣氧化液態PCl3製取POCl3,冷凝管進行冷凝迴流,提高利用率。PCl3、POCl3遇水劇烈反應生成含氧*和*化*,乾燥管中鹼石灰可防止空氣中的水蒸氣進入三頸燒瓶。
(1)根據儀器結構和*能可知*裝置的名稱是球形冷凝管;PCl3、POCl3遇水均劇烈反應生成含氧*和*化*,乾燥管的作用是:防止空氣中的水蒸氣進入三頸燒瓶;
(2)裝置C中氧氣氧化液態PCl3生成POCl3的化學方程式為2PCl3+O2=2POCl3;
(3)C中氣體反應後得到液體物質,會使裝置內壓強減小,若通入氧氣過快,反應過快,温度過高,PCl3易揮發,利用率低,且氧氣利用也不充分,裝置B的作用除觀察O2的流速外,還有:平衡壓強,防阻塞及乾燥O2;
(4)反應温度不能過高,通常控制在60~65℃,原因是:温度過低,反應速度太慢;温度過高,PCl3易揮發,利用率低;
(5)設樣品中PCl3的物質的量為xmol,POCl3的物質的量為ymol,則137.5x+153.5y=29.1;已經PCl3+3H2O=H3PO3+3HCl、POCl3+3H2O=H3PO4+3HCl、Ag++Cl-=AgCl↓,可知,x+y=n(Cl-)==0.2mol,解得:x=y=0.1,反應產物中 POCl3 的質量百分含量為×100%=52.7%。
【點睛】解答綜合*實驗設計與評價題的基本流程:原理→反應物質→儀器裝置→現象→結論→作用意義→聯想。具體分析為:①實驗是根據什麼*質和原理設計的?實驗的目的是什麼?②所用各物質名稱、狀態、代替物(根據實驗目的和相關的化學反應原理,進行全面的分析比較和推理,併合理選擇)。③有關裝置:*能、使用方法、適用範圍、注意問題、是否有替代裝置可用、儀器規格等。④有關*作:技能、*作順序、注意事項或*作錯誤的後果。⑤實驗現象:自下而上,自左而右全面觀察。⑥實驗結論:直接結論或導出結論。
知識點:氣體的製備及實驗方案設計
題型:實驗,探究題