Question

【题目】硼位于ⅢA族，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℃；②；③硼能与氢氧化钠溶液反应（与铝性质相似）。

设计实验：某同学设计如图所示装置利用氯气和单质硼反应制备三氯化硼

（1）常温下，高锰酸钾固体和浓盐酸反应可以代替A装置中的反应，请写出高锰酸钾固体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：___________。

（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，后点然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

【答案】 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物，易发生爆炸 碱石灰 ① NaOH

【解析】在加热条件下，二氧化锰和浓盐酸发生氧化还原反应生成Cl2，但浓盐酸具有挥发性，水被加热也能蒸发，升高温度加快浓盐酸挥发、加快水蒸发，所以生成的Cl2中含有HCl、H2O，浓硫酸具有吸水性，饱和食盐水能吸收Cl2，浓硫酸能干燥气体，从而得到较纯净的Cl2，在D中制得BCl3，然后用E得到BCl3固体，为防止G中的水蒸气进入E装置使生成的BCl3水解，F中装浓硫酸进行干燥，G吸收未反应的Cl2。

(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↑，故答案为：2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++8H2O+5Cl2↑；

(2)三氯化硼的沸点低，易挥发，需要冷却产品．B装置的作用是吸收Cl2中混有的HCl，由题给资料知，硼与氯化氢反应生成的产物中有氢气，加热氢气和氯气的混合气体，易发生爆炸，故答案为：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)F装置用于吸收水蒸气，避免G装置中的水蒸气进入U形管．G装置可以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和G装置，故答案为：碱石灰；

(4)因硼与铝的性质相似，硼酸的化学式为H3BO3，类似铝酸(H3AlO3)．因三氯化硼遇水能反应，反应的化学方程式为：BCl3+3H2O=H3BO3+3HCl↑，故答案为：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，故正确；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，故错误；③同时点燃A、D处酒精灯也会导致产生B2O3，影响制备BCl3，错误；故答案为：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，若无气泡产生，则样品中无硼粉，故答案为：NaOH。