Question

(16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的沸点为12.5 ℃，熔点为－107.3 ℃；②2B＋6HCl△2BCl3↑＋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，而且不需要加热，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 。如果拆去B装置，可能的后果是 。

（3）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。

（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： ；实验室保存三氯化硼的注意事项是 。

（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 1

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

(2)冷却和收集三氯化硼 ；硼粉与氯化氢反应生成的产物中有氢气，加热氢气与氯气的混合气体，易发生爆炸；(3)碱石灰 ；(4)BCl3＋3H2O=H3BO3＋3HCl↑ 　密封保存

(5) ①　；(6)NaOH

【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↑；因此在实验室保存三氯化硼的注意事项要密封保存，防止受潮水解。（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：考查气体的制取、净化、干燥、加热的先后顺序、盐的水解、物质的保存、物质的检验方法。