Question

【題目】三氯化硼的熔點為-107.3 ℃,沸點為12.5 ℃,易水解生成硼酸（H3BO3）,可用于制造高純硼、有機合成催化劑等。實驗室制取三氯化硼的原理為B2O3+3C+3Cl22BCl3+3CO。

（1）甲組同學擬用下列裝置制取純凈干燥的氯氣(不用收集)。

①裝置B中盛放的試劑是__,裝置C的作用是___________________。

②裝置A中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 _____________________________。

（2）乙組同學選用甲組實驗中的裝置A、B、C和下列裝置(裝置可重復使用)制取BCl3并驗證反應(yīng)中有CO生成。

①乙組同學的實驗裝置中,依次連接的合理順序為

A→B→C→G→__→__→__→__→F→D→I。

②能證明反應(yīng)中有CO生成的現(xiàn)象是___________________________。

③開始實驗時，先點燃____(填“A” 或“G”)處的酒精燈。

④請寫出BCl3水解的化學方程式__________________________。

⑤硼酸是一元弱酸，其鈉鹽化學式為Na [B(OH)4]，則硼酸在水中電離方程式是____。

Answer 1

【答案】 飽和食鹽水 干燥氯氣 2Mn+16H++10Cl-2Mn2++5Cl2↑+8H2O E H J H 裝置F中黑色粉末變?yōu)榧t色,裝置D中澄清石灰水變渾濁 A BCl3＋3H2O=H3BO3＋3HCl H3BO3＋H2O[B(OH)4〕-＋H+

【解析】(1)根據(jù)實驗裝置圖可知，用高錳酸鉀與濃鹽酸反應(yīng)制得氯氣，同時生成氯化鉀和氯化錳，制得的氯氣中含有氯化氫和水雜質(zhì)，要用飽和食鹽水除去氯化氫，用濃硫酸除去水份，而得到干燥純凈的氯氣；

①根據(jù)上面的分析可知，裝置B中盛放的試劑是飽和食鹽水，裝置C中裝有濃硫酸，其作用是干燥氯氣；
②裝置A中高錳酸鉀與濃鹽酸反應(yīng)制得氯氣，同時生成氯化鉀和氯化錳，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 2MnO4-+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O；
(2)乙組同學選用甲組實驗中的裝置A、B、C制得干燥的氯氣，用氯氣與B2O3、C反應(yīng)生成三氯化硼和CO，三氯化硼的熔點為-107.3℃，沸點為12.5℃，所以收集三氯化硼要用冰水冷卻，未反應(yīng)的氯氣尾氣用氫氧化鈉吸收，三氯化硼易水解，為防止氫氧化鈉溶液中水進入裝置E，在E和J之間接上H裝置，用于吸水，生成的CO經(jīng)干燥后再通過F裝置還原氧化銅，再將生成的氣體通過澄清石灰水檢驗，可以證明原反應(yīng)中有一氧化碳生成，多余的CO不能排放到空氣中，要用排水法收集；

①根據(jù)上面的分析可知，乙組同學的實驗裝置中，依次連接的合理順序為A→B→C→G→E→H→J→H→F→D→I；

②根據(jù)實驗的原理可知，生成的CO能將黑色的氧化銅還原為紅色的銅，同時產(chǎn)生能使澄清石灰水變渾的氣體，所以能證明反應(yīng)中有CO生成的現(xiàn)象是裝置F中黑色粉末變?yōu)榧t色，裝置D中澄清石灰水變渾濁，；

③加熱CuO前需要利用CO除去裝置內(nèi)空氣，則開始實驗時，先點燃A處的酒精燈；

④BCl3水解生成硼酸和氯化氫的化學方程式為BCl3＋3H2O=H3BO3＋3HCl；

⑤根據(jù)硼酸是一元弱酸，且其鈉鹽化學式為Na [B(OH)4]，可知硼酸在水中電離方程式是H3BO3＋H2O[B(OH)4〕-＋H+。