Question

16．三氯化硼（BCl₃）是一種重要的化工原料，可用于制取乙硼烷（B₂H₆），也可作有機(jī)合成催化劑．某興趣小組擬選用如圖裝置制備BCl₃（已知BCl₃的沸點(diǎn)為12.5℃，熔點(diǎn)為-107.3℃；2B+6HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2BCl₃↑+3H₂↑）請(qǐng)回答下列問題：

（1）裝置A中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；
（2）上述各裝置連接順序?yàn)椋珹、C、F、B、D、E．
（3）裝置E的兩個(gè)作用是防止空氣中的水進(jìn)入U(xiǎn)形管、吸收多余的氯氣；實(shí)驗(yàn)中若不用裝置C，可能產(chǎn)生的危險(xiǎn)是氫氣與氯氣混合受熱易爆炸．
（4）BCl₃遇水產(chǎn)生大量的白霧同時(shí)生成硼酸（H₃BO₃），其反應(yīng)的化學(xué)方程式為BCl₃+3H₂O=3HCl+H₃BO₃．

Answer 1

分析 （1）A中為濃鹽酸和二氧化錳的反應(yīng)，在加熱條件下反應(yīng)生成氯氣；
（2）裝置連接的順序?yàn)闅怏w發(fā)生裝置---除雜裝置--反應(yīng)裝置--收集裝置--尾氣處理裝置的順序，即：制備氯氣（裝置A）→凈化氯氣（裝置C、F）→發(fā)生裝置（B裝置）→收集裝置（裝置D）→尾氣處理裝置（裝置E）．以此可確定連接順序；
反應(yīng)的原理為3Cl₂+2B$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2BCl₃，實(shí)驗(yàn)室制備氯氣，應(yīng)先后分別飽和食鹽水、濃硫酸得到純凈的氯氣，然后與B在加熱條件下反應(yīng)生成BCl₃，
（3）裝置E內(nèi)裝有堿石灰，可與氯氣反應(yīng)，防止污染空氣，具有吸水作用，可防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入U(xiǎn)形管；實(shí)驗(yàn)中若不用裝置C，可發(fā)生2B+6HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2BCl₃+3H₂↑，氫氣和氯氣易發(fā)生爆炸；
（4）BCl₃發(fā)生水解反應(yīng)生成硼酸和HCl．

解答 解：（1）根據(jù)裝置A的藥品和反應(yīng)條件可知該裝置是實(shí)驗(yàn)室制備氯氣的裝置，其中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O，
故答案為：MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹澳撑d趣小組擬選用下列裝置制備BCl₃”，依據(jù)的原理是3Cl₂+2B$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2BCl₃，所以裝置連接的順序應(yīng)該為氣體發(fā)生裝置---除雜裝置--反應(yīng)裝置--收集裝置--尾氣處理裝置的順序，又實(shí)驗(yàn)室制備氯氣中夾雜有氯化氫和水，且應(yīng)先除去HCl再除去水，按氣流方向連接各裝置的接口，順序?yàn)閍→e→d→j→k→b→c→f→g→h，即：ACFBDE，
故答案為：ACFBDE；
（3）裝置E是一個(gè)盛有堿石灰的干燥管，其作用一方面是吸收未反應(yīng)的多余氯氣，另一個(gè)方面也防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入U(xiǎn)形管，實(shí)驗(yàn)中若不用裝置C，則夾雜在氯氣中的氯化氫也會(huì)進(jìn)入盛有硼粉的玻璃管發(fā)生反應(yīng)2B+6HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2BCl₃+3H₂↑，可能產(chǎn)生的危險(xiǎn)是氫氣和氯氣混合氣體受熱易爆炸，
故答案為：防止空氣中的水進(jìn)入U(xiǎn)形管；吸收多余的氯氣；氫氣與氯氣混合受熱易爆炸；
（4）BCl₃遇水產(chǎn)生大量的白霧，同時(shí)生成硼酸，是發(fā)生水解反應(yīng)的原因，發(fā)生的方程式為BCl₃+3H₂O=3HCl+H₃BO₃，
故答案為：BCl₃+3H₂O=3HCl+H₃BO₃．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)的制備實(shí)驗(yàn)，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾�，為高考常見題型，注意把握實(shí)驗(yàn)的原理和注意事項(xiàng)，難度中等．