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(jī)合成的催化劑。

查閱資料：①BCl3的沸點(diǎn)為12.5℃，熔點(diǎn)為-107.3℃；②；③硼能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)（與鋁性質(zhì)相似）。

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：某同學(xué)設(shè)計(jì)如圖所示裝置利用氯氣和單質(zhì)硼反應(yīng)制備三氯化硼

（1）常溫下，高錳酸鉀固體和濃鹽酸反應(yīng)可以代替A裝置中的反應(yīng)，請(qǐng)寫出高錳酸鉀固體與濃鹽酸反應(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：___________。

（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)然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；若無氣泡產(chǎn)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(yīng)生成的產(chǎn)物中有氫氣，加熱氫氣與氯氣的混合物，易發(fā)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(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Cl2，但濃鹽酸具有揮發(fā)性，水被加熱也能蒸發(fā)，升高溫度加快濃鹽酸揮發(fā)、加快水蒸發(fā)，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(jìn)入E裝置使生成的BCl3水解，F中裝濃硫酸進(jìn)行干燥，G吸收未反應(yīng)的Cl2。

(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(diǎn)低，易揮發(fā)，需要冷卻產(chǎn)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(yīng)生成的產(chǎn)物中有氫氣，加熱氫氣和氯氣的混合氣體，易發(fā)生爆炸，故答案為：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；

(3)F裝置用于吸收水蒸氣，避免G裝置中的水蒸氣進(jìn)入U形管．G裝置可以盛裝氫氧化鈉溶液吸收尾氣，故實(shí)驗(yàn)中可以用一個(gè)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(zhì)相似，硼酸的化學(xué)式為H3BO3，類似鋁酸(H3AlO3)．因三氯化硼遇水能反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：BCl3+3H2O=H3BO3+3HCl↑，故答案為：BCl3+3H2O═H3BO3+3HCl↑；

(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)，故正確；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，故錯(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，錯(cuò)誤；故答案為：①；

(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，若無氣泡產(chǎn)生，則樣品中無硼粉，故答案為：NaOH。