Question

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

[查閱資料]　①BCl3的熔點為－107.3 ℃，沸點為12.5 ℃；②2B＋6HCl2BCl3↑＋3H2↑；③硼與鋁的性質(zhì)相似，也能與氫氧化鈉溶液反應。

[設計實驗]　某同學設計如圖所示裝置制備三氯化硼：

請回答下列問題：

（1）常溫下，可用高錳酸鉀與濃鹽酸發(fā)生的反應可替代A裝置中的反應，請寫出高錳酸鉀與濃鹽酸反應的離子方程式：_______________________________________________。

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

（3）三氯化硼遇水劇烈反應生成硼酸(H3BO3)和白霧，寫出該反應的化學方程式______________________________________________________。實驗室保存三氯化硼的注意事項是___________________________________。

（4）實驗中可以用一個盛裝____________________(填試劑名稱)的干燥管代替F和G裝置，使實驗更簡便。

（5）為了順利完成實驗，正確的操作是_____(填序號)。

①先點燃A處酒精燈，后點燃D處酒精燈 ②同時點燃A、D處酒精燈 ③先點燃D處酒精燈，后點燃A處酒精燈

（6）請你補充完整下面的簡易實驗，以驗證制得的產(chǎn)品中是否含有硼粉：取少量樣品于試管中，滴加濃________________(填化學式)溶液，若有氣泡產(chǎn)生，則樣品中含有硼粉；若無氣泡產(chǎn)生，則樣品中無硼粉。

Answer 1

【答案】2MnO4－＋10Cl－＋16H＋= 2Mn2＋＋8H2O＋5Cl2↑ 冷卻和收集三氯化硼 硼粉與HCl反應生成的氫氣與氯氣混合，加熱時易發(fā)生爆炸 BCl3＋3H2O=H3BO3＋3HCl↑ 隔絕空氣，密封保存 堿石灰 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)生反應可以制取氯氣；

（2）在 E裝置的作用是冷卻和收集三氯化硼；如果拆去B裝置，可能會發(fā)生反應2B+6HCl2BCl3↑+3H2↑，在D中加熱氫氣與氯氣的混合氣體，易發(fā)生爆炸；

（3）三氯化硼遇水劇烈反應生成硼酸（H3BO3）和白霧，該反應的化學方程式是BCl3+3H2O=H3BO3+3HCl↑；因此在實驗室保存三氯化硼的注意事項要隔絕空氣，密封保存，防止受潮水解；

（4）F中濃硫酸防水蒸氣進入E中使BCl3水解，G裝置盛裝氫氧化鈉溶液吸收尾氣，故實驗中可以用一個盛裝堿石灰的干燥管來代替F+G裝置；

（5）①先點燃A處酒精燈，待整套裝置中都充滿Cl2后再點燃D處酒精燈，使之發(fā)生反應；

②若先點燃D處酒精燈，這時B就與裝置中的空氣發(fā)生反應得到B2O3，產(chǎn)生的BCl3產(chǎn)率和純度降低；

③同時點燃A、D處酒精燈也會導致產(chǎn)生B2O3，影響制備BCl3；

（6）由于B的性質(zhì)與Al相似，既能與強酸反應，也能與強堿反應放出氫氣，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。

（1）在A裝置中用高錳酸鉀固體粉末與濃鹽酸發(fā)生反應可以制取氯氣，反應的離子方程式為：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)，用濃硫酸進行干燥，在D中發(fā)生反應：3Cl2+2B2BCl3；E裝置的作用是冷卻和收集三氯化硼；如果拆去B裝置，可能會發(fā)生反應2B＋6HCl2BCl3↑＋3H2↑，在D中加熱氫氣與氯氣的混合氣體，易發(fā)生爆炸；

（3）三氯化硼遇水劇烈反應生成硼酸(H3BO3)和白霧，該反應的化學方程式是BCl3＋3H2O=H3BO3＋3HCl↑；因此在實驗室保存三氯化硼的注意事項要隔絕空氣，密封保存，防止受潮水解；

（4）為防止BCl3水解在E與G之間連接一個盛有濃硫酸的裝置；G裝置中NaOH溶液吸收多余的Cl2，防止污染大氣；在實驗中也可以用一個盛裝堿石灰的干燥管代替F和G裝置，堿石灰既能吸收H2O（g）又能吸收Cl2，使實驗更簡便；

（5）①先點燃A處酒精燈，待整套裝置中都充滿Cl2后再點燃D處酒精燈，使之發(fā)生反應，正確；②若先點燃D處酒精燈，這時B就與裝置中的空氣發(fā)生反應得到B2O3，再點燃A處酒精燈產(chǎn)生的BCl3產(chǎn)率和純度降低，錯誤；③同時點燃A、D處酒精燈也會導致產(chǎn)生B2O3，影響制備BCl3；答案選①。

（6）由于B的性質(zhì)與Al相似，既能與強酸反應，也能與強堿反應放出氫氣，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。