Question

【題目】硼位于ⅢA族，三鹵化硼是物質(zhì)結(jié)構化學的研究熱點，也是重要的化工原料。三氯化硼(BCl3)可用于制取乙硼烷(B2H6)，也可作有機合成的催化劑。

查閱資料　①BCl3的沸點為12.5 ℃，熔點為－107.3 ℃；②2B＋6HCl△2BCl3↑＋3H2↑；③硼與鋁的性質(zhì)相似，也能與氫氧化鈉溶液反應。

設計實驗　某同學設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)生的反應可替代A裝置中的反應，而且不需要加熱，兩個反應的產(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的離子方程式：_________________。

（2）E裝置的作用是___________。如果拆去B裝置，可能的后果是_________________。

（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：____________；實驗室保存三氯化硼的注意事項是_______。

（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）請你補充完整下面的簡易實驗，以驗證制得的產(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】2MnO4－＋10Cl－＋16H＋= 2Mn2＋＋8H2O＋5Cl2↑ 冷卻和收集三氯化硼 硼粉與氯化氫反應生成的產(chǎn)物中有氫氣，加熱氫氣與氯氣的混合氣體，易發(fā)生爆炸 堿石灰 BCl3＋3H2O=H3BO3＋3HCl↑ 密封保存 ① NaOH

【解析】

（1）在A裝置中用高錳酸鉀固體粉末與濃鹽酸發(fā)生反應可以制取氯氣，反應的方程式為：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)，用濃硫酸進行干燥，在D中發(fā)生反應：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。

（3）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生成硼酸(H3BO3)和白霧，該反應的化學方程式是BCl3＋3H2O=H3BO3＋3HCl↑；因此在實驗室保存三氯化硼的注意事項要密封保存，防止受潮水解。

（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。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(chǎn)生，則樣品中含有硼粉。