Question

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，可用高锰酸钾与浓盐酸发生的反应可替代A装置中的反应，请写出高锰酸钾与浓盐酸反应的离子方程式：_______________________________________________。

（2）E装置的作用是________________________________。如果拆去B装置，可能的后果是______________________________________________________________________。

（3）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______________________________________________________。实验室保存三氯化硼的注意事项是___________________________________。

（4）实验中可以用一个盛装____________________(填试剂名称)的干燥管代替F和G装置，使实验更简便。

（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同时点燃A、D处酒精灯   ③先点燃D处酒精灯，后点燃A处酒精灯  

（6）请你补充完整下面的简易实验，以验证制得的产品中是否含有硼粉：取少量样品于试管中，滴加浓________________(填化学式)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。

Answer

2MnO4－＋10Cl－＋16H＋ = 2Mn2＋＋8H2O＋5Cl2↑ 冷却和收集三氯化硼 硼粉与HCl反应生成的氢气与氯气混合，加热时易发生爆炸 BCl3＋3H2O=H3BO3＋3HCl↑ 隔绝空气，密封保存 碱石灰 ① NaOH

【解析】

（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；

（2）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+6HCl2BCl3↑+3H2↑，在D中加热氢气与氯气的混合气体，易发生爆炸；

（3）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↑；因此在实验室保存三氯化硼的注意事项要隔绝空气，密封保存，防止受潮水解；

（4）F中浓硫酸防水蒸气进入E中使BCl3水解，G装置盛装氢氧化钠溶液吸收尾气，故实验中可以用一个盛装碱石灰的干燥管来代替F+G装置；

（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；

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，产生的BCl3产率和纯度降低；

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。

（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，反应的离子方程式为：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；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＋6HCl2BCl3↑＋3H2↑，在D中加热氢气与氯气的混合气体，易发生爆炸；

（3）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↑；因此在实验室保存三氯化硼的注意事项要隔绝空气，密封保存，防止受潮水解；

（4）为防止BCl3水解在E与G之间连接一个盛有浓硫酸的装置；G装置中NaOH溶液吸收多余的Cl2，防止污染大气；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，碱石灰既能吸收H2O（g）又能吸收Cl2，使实验更简便；

（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处酒精灯产生的BCl3产率和纯度降低，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；答案选①。

（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。