Question

（14分）硼位于ⅢA族，三卤化硼是物质结构化学的研究热点，也是重要的化工原料。三氯化硼(BCl₃)可用于制取乙硼烷(B₂H₆)，也可作有机合成的催化剂。

【查阅资料】

①BCl₃的熔点为－107.3 ℃，沸点为12.5 ℃；

②2B＋6HCl2BCl₃↑＋3H₂↑；

③硼与铝的性质相似，也能与氢氧化钠溶液反应。

【设计实验】  某同学设计如图所示装置制备三氯化硼：

请回答下列问题：

(1)常温下，高锰酸钾固体粉末与浓盐酸发生的反应可替代A装置中的反应，两个反应的产物中锰的价态相同。写出高锰酸钾固体粉末与浓盐酸反应的离子方程式：______________。

(2)E装置的作用是________________。

(3)写出D装置中发生反应的化学方程式：__________________；实验中可以用一个盛装________(填试剂名称)的干燥管代替F＋G装置，使实验更简便。

(4)三氯化硼遇水剧烈反应生成硼酸(H₃BO₃)和白雾，写出该反应的化学方程式________________。

(5)为了顺利完成实验，正确的操作是__________(填序号)。

①先点燃A处酒精灯，后点燃D处酒精灯

②先点燃D处酒精灯，后点燃A处酒精灯

③同时点燃A、D处酒精灯

(6)请你设计一个简易实验，验证制得的产品中是否含有硼粉：____________________

Answer

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

(2)冷却和收集三氯化硼（2分）(3)2B＋3Cl2BCl3 碱石灰

(4)BCl3＋3H2O===H3BO3＋3HCl↑(5)①

(6)取少量样品于试管中，滴加浓氢氧化钠溶液，若有气泡产生，则样品中含有硼粉；若无气泡产生，则样品中无硼粉

【解析】

试题分析：(1)在A装置中用高锰酸钾固体粉末与浓盐酸发生反应可以制取氯气，反应的方程式为:2MnO4-+10Cl-+16H+ = 2Mn2++8H2O+5Cl2↑。(2)由于浓盐酸有挥发性，所以在氯气中含有HCl气体，用饱和NaCl溶液除去HCl杂质，用浓硫酸进行干燥，在D中发生反应:3Cl2+2B2BCl3;在 E装置的作用是冷却和收集三氯化硼 ;如果拆去B装置，可能会发生反应2B+6HCl△2BCl3↑+3H2↑，在D中加热氢气与氯气的混合气体，易发生爆炸;后果是多余的氯气用NaOH溶液吸收。为防止倒吸及BCl3水解在E与G之间连接一个盛有浓硫酸的装置。在实验中也可以用一个盛装碱石灰的干燥管代替F和G装置，使实验更简便。(4)三氯化硼遇水剧烈反应生成硼酸(H3BO3)和白雾，该反应的化学方程式是BCl3+3H2O=H3BO3+3HCl↑。(5)①先点燃A处酒精灯，待整套装置中都充满Cl2后再点燃D处酒精灯，使之发生反应。正确。②若先点燃D处酒精灯，这时B就与装置中的空气发生反应得到B2O3，再点燃A处酒精灯也不能产生BCl3了。错误。③同时点燃A、D处酒精灯也会导致产生B2O3，影响制备BCl3。(6)由于B的性质与Al相似，既能与强酸反应，也能与强碱反应放出氢气，所以取少量样品于试管中，滴加浓NaOH溶液，若有气泡产生，则样品中含有硼粉。

考点：本题考查化学实验。