Question

【題目】（14分）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，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】

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(yīng)。

【設(shè)計實驗】 某同學(xué)設(shè)計如圖所示裝置制備三氯化硼：

請回答下列問題：

(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)，兩個反應(yīng)的產(chǎn)物中錳的價態(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________________。

(3)寫出D裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：__________________；實驗中可以用一個盛裝________(填試劑名稱)的干燥管代替F＋G裝置，使實驗更簡便。

(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________________。

(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，后點燃A處酒精燈

③同時點燃A、D處酒精燈

(6)請你設(shè)計一個簡易實驗，驗證制得的產(chǎn)品中是否含有硼粉：____________________

Answer 1

【答案】(1)2MnO4－＋10Cl－＋16H＋===2Mn2＋＋8H2O＋5Cl2↑

(2)冷卻和收集三氯化硼（2分）(3)2B＋3Cl2BCl3 堿石灰

(4)BCl3＋3H2O===H3BO3＋3HCl↑(5)①

(6)取少量樣品于試管中，滴加濃氫氧化鈉溶液，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

【解析】

試題分析：(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。為防止倒吸及BCl3水解在E與G之間連接一個盛有濃硫酸的裝置。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，使實驗更簡便。(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↑。(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(yīng)。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(yīng)得到B2O3，再點燃A處酒精燈也不能產(chǎn)生BCl3了。錯誤。③同時點燃A、D處酒精燈也會導(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。