Question

三氯化硼的熔点为-107.3 ℃,沸点为12.5 ℃,易水解生成硼酸（H₃BO₃）,可用于制造高纯硼、有机合成催化剂等。实验室制取三氯化硼的原理为B₂O₃+3C+3Cl₂2BCl₃+3CO。

（1）甲组同学拟用下列装置制取纯净干燥的氯气(不用收集)。

①装置B中盛放的试剂是__,装置C的作用是___________________。 

②装置A中发生反应的离子方程式为 _____________________________。 

（2）乙组同学选用甲组实验中的装置A、B、C和下列装置(装置可重复使用)制取BCl₃并验证反应中有CO生成。

①乙组同学的实验装置中,依次连接的合理顺序为

A→B→C→G→__→__→__→__→F→D→I。 

②能证明反应中有CO生成的现象是___________________________。

③开始实验时，先点燃____(填“A” 或“G”)处的酒精灯。

④请写出BCl₃水解的化学方程式__________________________。

⑤硼酸是一元弱酸，其钠盐化学式为Na [B(OH)4]，则硼酸在水中电离方程式是____。

Answer

饱和食盐水 干燥氯气 2Mn+16H++10Cl-2Mn2++5Cl2↑+8H2O E H J H 装置F中黑色粉末变为红色,装置D中澄清石灰水变浑浊 A BCl3＋3H2O=H3BO3＋3HCl H3BO3＋H2O[B(OH)4〕-＋H+

【解析】(1)根据实验装置图可知，用高锰酸钾与浓盐酸反应制得氯气，同时生成氯化钾和氯化锰，制得的氯气中含有氯化氢和水杂质，要用饱和食盐水除去氯化氢，用浓硫酸除去水份，而得到干燥纯净的氯气；

①根据上面的分析可知，装置B中盛放的试剂是饱和食盐水，装置C中装有浓硫酸，其作用是干燥氯气；
②装置A中高锰酸钾与浓盐酸反应制得氯气，同时生成氯化钾和氯化锰，发生反应的离子方程式为 2MnO4-+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O；
(2)乙组同学选用甲组实验中的装置A、B、C制得干燥的氯气，用氯气与B2O3、C反应生成三氯化硼和CO，三氯化硼的熔点为-107.3℃，沸点为12.5℃，所以收集三氯化硼要用冰水冷却，未反应的氯气尾气用氢氧化钠吸收，三氯化硼易水解，为防止氢氧化钠溶液中水进入装置E，在E和J之间接上H装置，用于吸水，生成的CO经干燥后再通过F装置还原氧化铜，再将生成的气体通过澄清石灰水检验，可以证明原反应中有一氧化碳生成，多余的CO不能排放到空气中，要用排水法收集；

①根据上面的分析可知，乙组同学的实验装置中，依次连接的合理顺序为A→B→C→G→E→H→J→H→F→D→I；

②根据实验的原理可知，生成的CO能将黑色的氧化铜还原为红色的铜，同时产生能使澄清石灰水变浑的气体，所以能证明反应中有CO生成的现象是装置F中黑色粉末变为红色，装置D中澄清石灰水变浑浊，；

③加热CuO前需要利用CO除去装置内空气，则开始实验时，先点燃A处的酒精灯；

④BCl3水解生成硼酸和氯化氢的化学方程式为BCl3＋3H2O=H3BO3＋3HCl；

⑤根据硼酸是一元弱酸，且其钠盐化学式为Na [B(OH)4]，可知硼酸在水中电离方程式是H3BO3＋H2O[B(OH)4〕-＋H+。