Question

【題目】硼位于ⅢA族，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的沸點為12.5℃，熔點為-107.3℃；②；③硼能與氫氧化鈉溶液反應（與鋁性質相似）。

設計實驗：某同學設計如圖所示裝置利用氯氣和單質硼反應制備三氯化硼

（1）常溫下，高錳酸鉀固體和濃鹽酸反應可以代替A裝置中的反應，請寫出高錳酸鉀固體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，可能后果是___________________。

（3）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。

（4）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：___________。

（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先點燃D處酒精燈，后點然A處酒精燈；③同時點燃A, D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，若有氣泡產生，則樣品中含有硼粉；若無氣泡產生，則樣品中無硼粉。

Answer 1

【答案】 冷卻和收集三氯化硼 硼粉與氯化氫反應生成的產物中有氫氣，加熱氫氣與氯氣的混合物，易發生爆炸 堿石灰 ① NaOH

【解析】在加熱條件下，二氧化錳和濃鹽酸發生氧化還原反應生成Cl2，但濃鹽酸具有揮發性，水被加熱也能蒸發，升高溫度加快濃鹽酸揮發、加快水蒸發，所以生成的Cl2中含有HCl、H2O，濃硫酸具有吸水性，飽和食鹽水能吸收Cl2，濃硫酸能干燥氣體，從而得到較純凈的Cl2，在D中制得BCl3，然后用E得到BCl3固體，為防止G中的水蒸氣進入E裝置使生成的BCl3水解，F中裝濃硫酸進行干燥，G吸收未反應的Cl2。

(1)在A裝置中用高錳酸鉀固體粉末與濃鹽酸發生反應可以制取氯氣，反應的離子方程式為：2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++8H2O+5Cl2↑，故答案為：2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++8H2O+5Cl2↑；

(2)三氯化硼的沸點低，易揮發，需要冷卻產品．B裝置的作用是吸收Cl2中混有的HCl，由題給資料知，硼與氯化氫反應生成的產物中有氫氣，加熱氫氣和氯氣的混合氣體，易發生爆炸，故答案為：冷卻和收集三氯化硼；硼粉與氯化氫反應生成的產物中有氫氣，加熱氫氣與氯氣的混合氣體，易發生爆炸；

(3)F裝置用于吸收水蒸氣，避免G裝置中的水蒸氣進入U形管．G裝置可以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和G裝置，故答案為：堿石灰；

(4)因硼與鋁的性質相似，硼酸的化學式為H3BO3，類似鋁酸(H3AlO3)．因三氯化硼遇水能反應，反應的化學方程式為：BCl3+3H2O=H3BO3+3HCl↑，故答案為：BCl3+3H2O═H3BO3+3HCl↑；

(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，使之發生反應，故正確；②若先點燃D處酒精燈，這時B就與裝置中的空氣發生反應得到B2O3，再點燃A處酒精燈也不能產生BCl3了，故錯誤；③同時點燃A、D處酒精燈也會導致產生B2O3，影響制備BCl3，錯誤；故答案為：①；

(6)由于B的性質與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，若有氣泡產生，則樣品中含有硼粉，若無氣泡產生，則樣品中無硼粉，故答案為：NaOH。