Question

【題目】硼位于ⅢA族，三鹵化硼是物質(zhì)結(jié)構(gòu)化學(xué)的研究熱點(diǎn)，也是重要的化工原料。三氯化硼(BCl3)可用于制取乙硼烷(B2H6)，也可作有機(jī)合成的催化劑。

查閱資料�、�BCl3的沸點(diǎn)為12.5 ℃，熔點(diǎn)為－107.3 ℃；②2B＋6HCl△2BCl3↑＋3H2↑；③硼與鋁的性質(zhì)相似，也能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)。

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)　某同學(xué)設(shè)計(jì)如圖所示裝置制備三氯化硼：

請(qǐng)回答下列問題：

（1）常溫下，高錳酸鉀固體粉末與濃鹽酸發(fā)生的反應(yīng)可替代A裝置中的反應(yīng)，而且不需要加熱，兩個(gè)反應(yīng)的產(chǎn)物中錳的價(jià)態(tài)相同。寫出高錳酸鉀固體粉末與濃鹽酸反應(yīng)的離子方程式：_________________。

（2）E裝置的作用是___________。如果拆去B裝置，可能的后果是_________________。

（3）實(shí)驗(yàn)中可以用一個(gè)盛裝___(填試劑名稱)的干燥管代替F和G裝置，使實(shí)驗(yàn)更簡(jiǎn)便。

（4）三氯化硼遇水劇烈反應(yīng)生成硼酸(H3BO3)和白霧，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：____________；實(shí)驗(yàn)室保存三氯化硼的注意事項(xiàng)是_______。

（5）為了順利完成實(shí)驗(yàn)，正確的操作是_______(填序號(hào)).

①先點(diǎn)燃A處酒精燈，后點(diǎn)燃D處酒精燈

②先點(diǎn)燃D處酒精燈，后點(diǎn)燃A處酒精燈

③同時(shí)點(diǎn)燃A、D處酒精燈

（6）請(qǐng)你補(bǔ)充完整下面的簡(jiǎn)易實(shí)驗(yàn)，以驗(yàn)證制得的產(chǎn)品中是否含有硼粉：取少量樣品于試管中，滴加濃_______（填化學(xué)式）溶液，若有氣泡產(chǎn)生，則樣品中含有硼粉；若無(wú)氣泡產(chǎn)生，則樣品中無(wú)硼粉。

Answer 1

【答案】2MnO4－＋10Cl－＋16H＋= 2Mn2＋＋8H2O＋5Cl2↑ 冷卻和收集三氯化硼 硼粉與氯化氫反應(yīng)生成的產(chǎn)物中有氫氣，加熱氫氣與氯氣的混合氣體，易發(fā)生爆炸 堿石灰 BCl3＋3H2O=H3BO3＋3HCl↑ 密封保存 ① NaOH

【解析】

（1）在A裝置中用高錳酸鉀固體粉末與濃鹽酸發(fā)生反應(yīng)可以制取氯氣，反應(yīng)的方程式為：2MnO4－＋10Cl－＋16H＋= 2Mn2＋＋8H2O＋5Cl2↑。

（2）由于濃鹽酸有揮發(fā)性，所以在氯氣中含有HCl氣體，用飽和NaCl溶液除去HCl雜質(zhì)，用濃硫酸進(jìn)行干燥，在D中發(fā)生反應(yīng)：3Cl2+2B2BCl3;在 E裝置的作用是冷卻和收集三氯化硼 ；如果拆去B裝置，可能會(huì)發(fā)生反應(yīng)2B＋6HCl△2BCl3↑＋3H2↑，在D中加熱氫氣與氯氣的混合氣體，易發(fā)生爆炸；后果是多余的氯氣用NaOH溶液吸收。

（3）為防止倒吸及BCl3水解在E與G之間連接一個(gè)盛有濃硫酸的裝置。在實(shí)驗(yàn)中也可以用一個(gè)盛裝堿石灰的干燥管代替F和G裝置，使實(shí)驗(yàn)更簡(jiǎn)便。

（4）三氯化硼遇水劇烈反應(yīng)生成硼酸(H3BO3)和白霧，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是BCl3＋3H2O=H3BO3＋3HCl↑；因此在實(shí)驗(yàn)室保存三氯化硼的注意事項(xiàng)要密封保存，防止受潮水解。

（5）①先點(diǎn)燃A處酒精燈，待整套裝置中都充滿Cl2后再點(diǎn)燃D處酒精燈，使之發(fā)生反應(yīng)。正確。②若先點(diǎn)燃D處酒精燈，這時(shí)B就與裝置中的空氣發(fā)生反應(yīng)得到B2O3，再點(diǎn)燃A處酒精燈也不能產(chǎn)生BCl3了。錯(cuò)誤。③同時(shí)點(diǎn)燃A、D處酒精燈也會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生B2O3，影響制備BCl3。

（6）由于B的性質(zhì)與Al相似，既能與強(qiáng)酸反應(yīng)，也能與強(qiáng)堿反應(yīng)放出氫氣，所以取少量樣品于試管中，滴加濃NaOH溶液，若有氣泡產(chǎn)生，則樣品中含有硼粉。