Question

【題目】三鹵化硼是物質結構化學的研究熱點，也是重要的化工原料。三氯化硼(BCl3)可用于制取乙硼烷(B2H6)，也可作有機合成的催化劑。

查閱資料：①BCl3的沸點為12.5 ℃，熔點為－107.3 ℃；②2B＋6HCl2BCl3↑＋3H2↑；③硼與鋁的性質相似，也能與氫氧化鈉溶液反應。

設計實驗：某同學設計如圖所示裝置利用氯氣和單質硼反應制備三氯化硼：

請回答下列問題：

（1）硼在周期表的位置是__________________________；

（2）E裝置的作用是___________________________。如果拆去B裝置，可能的后果是______________________。

（3）實驗中可以用一個盛裝_____________(填試劑名稱)的干燥管代替F和G裝置，使實驗更簡便。

（4）三氯化硼遇水劇烈反應生成硼酸(H3BO3)和白霧，寫出該反應的化學方程式：______________；

（5）為了順利完成實驗，正確的操作是________(填序號).

①先點燃A處酒精燈，后點燃D處酒精燈

②先點燃D處酒精燈，后點燃A處酒精燈

③同時點燃A、D處酒精燈

（6）請你補充完整下面的簡易實驗，以驗證制得的產品中是否含有硼粉：取少量樣品于試管中，滴加濃________（填化學式）溶液，若有氣泡產生，則樣品中含有硼粉；若無氣泡產生，則樣品中無硼粉，寫出硼粉與滴加試劑的化學方程式___________________________。

Answer 1

【答案】 第二周期ⅢA族 冷卻和收集三氯化硼 硼粉與氯化氫反應生成產物中有氫氣，加熱氫氣與氯氣混合氣體，易發生爆炸 堿石灰 BCl3＋3H2O=H3BO3＋3HCl↑ ① NaOH 2B+2NaOH+2H2O===2NaBO2+3H2↑

【解析】A制氯氣，在加熱條件下，二氧化錳和濃鹽酸發生氧化還原反應生成Cl2，但濃鹽酸具有揮發性，水被加熱也能蒸發，升高溫度加快濃鹽酸揮發、加快水蒸發，所以生成的Cl2中含有HCl、H2O，B飽和食鹽水能吸收Cl2中HCl，C濃硫酸具有吸水性，濃硫酸能干燥氣體，從而得到較純凈的Cl2，防止生成的B和HCl、BCl3水解；D中制得BCl3，然后用E得到BCl3固體，為防止生成的BCl3水解且防止倒吸現象，所以F起到緩沖作用并干燥，G吸收未反應的Cl2。

（1）硼在周期表的位置是第二周期ⅢA族；（2）三氯化硼的沸點低，易揮發，需要冷卻產品．B裝置的作用是吸收Cl2中混有的HCl，由題給資料知，硼與氯化氫反應生成的產物中有氫氣，加熱氫氣和氯氣的混合氣體，易發生爆炸。（3）F裝置用于吸收水蒸氣，避免G裝置中的水蒸氣進入U形管．G裝置可以盛裝氫氧化鈉溶液吸收尾氣，故實驗中可以用一個盛裝堿石灰的干燥管來代替F+G裝置；（4）因硼與鋁的性質相似，硼酸的化學式為H3BO3，類似鋁酸（H3AlO3），三氯化硼遇水劇烈反應生成硼酸(H3BO3)和白霧，寫出該反應的化學方程式：BCl3＋3H2O=H3BO3＋3HCl↑ ；（5）①先點燃A處酒精燈，待整套裝置中都充滿Cl2后再點燃D處酒精燈，使之發生反應，故①正確；②若先點燃D處酒精燈，這時B就與裝置中的空氣發生反應得到B2O3，再點燃A處酒精燈也不能產生BCl3了，故②錯誤；③同時點燃A、D處酒精燈也會導致產生B2O3，影響制備BCl3，錯誤；故選①．（6）B具有兩性，取少量樣品于試管中，滴加濃NaOH溶液，若有氣泡產生，則樣品中含有硼粉；若無氣泡產生，則樣品中無硼粉，硼粉與滴加試劑的化學方程式2B+2NaOH+2H2O=2NaBO2+3H2↑