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+3Cl2=2BCl3+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能證明反應中有CO生成的現(xiàn)象是___________________________。

③開始實驗時，先點燃____(填“F”或“G”)處的酒精燈。

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

⑤若實驗中制取得到了11.75g BCl3，則理論上消耗12 mol/L的濃鹽酸的體積為_________mL（保留一位小數(shù)）

Answer 1

【答案】 飽和食鹽水 干燥氯氣 2MnO4-+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O EHJH 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 G BCl3＋3H2O=H3BO3＋3HCl 40.0

【解析】（1）①因濃鹽酸有揮發(fā)性，在A中反應生成的氯氣中含有氯化氫、水蒸氣雜質(zhì)，為得到純凈干燥的氯氣需將氣體經(jīng)飽和食鹽水吸收氯化氫氣體，再經(jīng)濃硫酸吸水后得到純凈干燥的氯氣；故裝置B中盛放的試劑是飽和食鹽水，裝置C的作用是干燥氯氣；②裝置A中發(fā)生反應的離子方程式為：2MnO4-+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O；

（2）①氯氣在G中反應：B2O3+3C+3Cl2=2BCl3+3CO，生成的三氯化硼的沸點為12.5℃，故生成的三氯化硼需要經(jīng)冷凝裝置（E）變成非氣體，便于三氯化硼與CO、Cl2的分離；若不除去氯氣，則氯氣通入澄清石灰水與之反應，就無法證明一氧化碳還原氧化銅后的產(chǎn)物，故氣流經(jīng)冷凝后要除去氯氣，又因為三氯化硼易水解生成硼酸（H3BO3），故冷凝后氣流先通入H，再通入J，這樣做的目的是防止J中的水蒸氣進入H，最后氣流再經(jīng)干燥（H）后進入F，故順序為A→B→C→G→E→H→J→H→F→D→I。②一氧化碳還原氧化銅，生成的二氧化碳氣體通入澄清石灰水，產(chǎn)生的現(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因一氧化碳是可燃性氣體，在還原氧化銅之前應排除儀器中的空氣，防止爆炸，故應在G處先加熱，使產(chǎn)生的一氧化碳在儀器中通一段時間，排盡空氣，然后再在F處加熱（類似初中學過的一氧化碳還原氧化銅實驗）。

④水解反應可以看作中和反應逆反應，BCl3水解的化學方程式為BCl3＋3H2O=H3BO3＋3HCl；

⑤11.75g BCl3的物質(zhì)的量為0.1mol，由反應：2KMnO4+16HCl=2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O，B2O3+3C+3Cl2=2BCl3+3CO，可找到關(guān)系式如下：48HCl—15Cl2↑—10BCl3，n(HCl)=0.48mol，v(HCl)=n/c=0.48mol/12mol/L=40.0mL。