Question

【題目】三氯化硼是重要的化工原料。可用于制取乙硼烷(B2H6)，也可作有機(jī)合成的催化劑。

【查閱資料】①BCl3的沸點(diǎn)為12.5℃，熔點(diǎn)為－107.3℃；

②2B＋6HClBCl3＋3H2 ，硼也能與強(qiáng)堿反應(yīng)。

某研究性學(xué)習(xí)小組用如下所示裝置制備三氯化硼。回答下列問(wèn)題：

(1)A裝置中反應(yīng)的離子方程式_______________________。

(2)B裝置的作用是____________；如果拆去B裝置，可能的后果是__________________。

(3)D裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式_____________。

(4)G裝置的作用是_____；為使實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)便，可用一個(gè)裝置代替F和G裝置。該裝置所用儀器是___，所裝試劑是____。

(5)A、D兩處加熱的先后順序是_____________，其理由是_______________。

(6)檢驗(yàn)制得的產(chǎn)品中是含有硼粉的實(shí)驗(yàn)操作是________________________。

【答案】 MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O 除去氯氣中的氯化氫雜質(zhì)氣體 硼粉與氯化氫反應(yīng)生成的產(chǎn)物中有氫氣，加熱氫氣與氯氣的混合氣體，易發(fā)生爆炸 2B＋3Cl22BCl3 吸收未反應(yīng)完的氯氣，防止污染空氣 干燥管或U型管 堿石灰 先A處后D處 排盡裝置中的空氣，避免氧氣與硼粉反應(yīng)生成B2O3 取少量樣品于試管中，滴加濃氫氧化鈉溶液，若有氣泡產(chǎn)生，則樣品中含有硼粉；若無(wú)氣泡產(chǎn)生，則樣品中無(wú)硼粉

【解析】（1）裝置A制取氯氣，因此離子反應(yīng)方程式為：MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O；(2)鹽酸易揮發(fā)，制取的氯氣中含有氯化氫，B裝置的作用是除去氯氣中的氯化氫雜質(zhì)氣體；如果拆去B裝置，可能的后果是硼粉與氯化氫反應(yīng)生成的產(chǎn)物中有氫氣，加熱氫氣與氯氣的混合氣體，易發(fā)生爆炸；(3)D裝置中發(fā)生反應(yīng)是硼粉與氯氣反應(yīng)生成氯化硼，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2B＋3Cl22BCl3；(4)G裝置裝有氫氧化鈉溶液，其作用是吸收未反應(yīng)完的氯氣，防止污染空氣；為使實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)便，可用一個(gè)裝置代替F和G裝置，可防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入E，又能吸收未反應(yīng)完的氯氣，該裝置所用儀器是干燥管或U型管，所裝試劑是堿石灰；(5)A、D兩處加熱的先后順序是先A處后D處，其理由是排盡裝置中的空氣，避免氧氣與硼粉反應(yīng)生成B2O3；(6)檢驗(yàn)制得的產(chǎn)品中是含有硼粉的實(shí)驗(yàn)操作是取少量樣品于試管中，滴加濃氫氧化鈉溶液，若有氣泡產(chǎn)生，則樣品中含有硼粉；若無(wú)氣泡產(chǎn)生，則樣品中無(wú)硼粉。

【題型】綜合題
【結(jié)束】
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【題目】工業(yè)上以鉻鐵礦(主要成分為FeO·Cr2O3 ，含有Al2O3、SiO2等雜質(zhì))為原料生產(chǎn)重鉻酸鈉Na2Cr2O7·2H2O，其流程如下：

查閱資料得知:

①常溫下，NaBiO3難溶于水，有強(qiáng)氧化性。

②常溫下，Ksp[Cr(OH)3]=6.4×10-31 Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38 lg2.5=0.4

③物質(zhì)溶解度曲線如圖所示。

回答下列問(wèn)題：

(1)Na2Cr2O7·2H2O鉻的價(jià)態(tài)是____，H2O2的電子式為__________。

(2)NaBiO3的作用__________。

(3)濾渣D的成分是__________。

(4)操作a的名稱是________、__________。

（5）電鍍廠產(chǎn)生的鍍銅廢水中往往含有一定量的Cr2O72-。處理該廢水的流程為：

①流程中，Na2S2O3參與反應(yīng)的的離子方程式__________。

②a＝_______，Cr3+已沉淀完全［此時(shí)c(Cr3+)=1×10-5mol·L-1］；若pH>a時(shí)，Cr(OH)3開(kāi)始溶解，溶解時(shí)的離子方程式為_______。

Answer 1

【答案】 +6 作氧化劑，氧化Cr3+ Al(OH)3 蒸發(fā)結(jié)晶 趁熱過(guò)濾 3S2O32-+4Cr2O72-+26H+=8Cr3++6SO42-+13H2O 5.6 Cr(OH)3 + OH- = CrO2-+ 2H2O或Cr(OH)3 + OH - = Cr(OH)4-

【解析】(1)Na2Cr2O7·2H2O中鈉的化合價(jià)為+1價(jià)，氧的化合價(jià)為-2價(jià)，氫的化合價(jià)為+1價(jià)，根據(jù)化合物中各元素化合價(jià)代數(shù)和為0可推出鉻的價(jià)態(tài)為+6價(jià)，H2O2的電子式為；(2)根據(jù)已知條件可知，NaBiO3有強(qiáng)氧化性，其作用為作氧化劑，氧化Cr3+；(3)溶液C中加入過(guò)量NaBiO3和適量氫氧化鈉后溶液pH增大，Al3+轉(zhuǎn)化為沉淀，故濾渣D的成分是Al(OH)3；(4) Na2Cr2O7、Na2SO4混合溶液通過(guò)操作a后得到Na2SO4固體和溶液E，溶液E主要含有Na2Cr2O7，故操作a是將溶解度隨溫度變化情況不同的兩溶質(zhì)從溶液中分離，根據(jù)圖中溶解度曲線可知，其名稱是蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過(guò)濾；（5）①流程中，含Cr2O72-的廢水中加入Na2S2O3溶液轉(zhuǎn)化為含的Cr3+廢水，發(fā)生反應(yīng)的的離子方程式為：3S2O32-+4Cr2O72-+26H+=8Cr3++6SO42-+13H2O；②Cr3+已沉淀完全［此時(shí)c(Cr3+)=1×10-5mol·L-1］時(shí)， Ksp[Cr(OH)3]=c(Cr3+)×c3(OH-)=1×10-5mol·L-1×c3(OH-)=6.4×10-31，則c3(OH-)==6.4×10-26，c(OH-)=4.0×10-9，c(H+)===2.5×10-6，pH=-lgc(H+)=5.6，故a＝5.6；若pH>a時(shí)，Cr(OH)3開(kāi)始溶解，溶解時(shí)的離子方程式為Cr(OH)3 + OH- = CrO2-+ 2H2O或Cr(OH)3 + OH - = Cr(OH)4-。