Question

5．三氯化硼（BCl₃）是一種重要的化工原料，可用于制取乙硼烷（B₂H₆），也可作有機合成催化劑．某興趣小組擬選用下列裝置制備BCl₃（已知BCl₃的沸點為12.5℃，熔點為-107.3℃；2B+6HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2BCl₃↑+3H₂↑）

請回答下列問題：
（1）按氣流方向連接各裝置的接口，順序為a-e-d-j-k-b-c-f-g-h．連接好裝置后的實驗操作是檢查裝置的氣密性．
（2）實驗中若不用裝置C，可能產(chǎn)生的危險是B與HCl反應生成H₂，H₂、Cl₂混合受熱發(fā)生爆炸．
（3）BCl₃遇水發(fā)生水解觀察到大量的白霧，生成兩種酸，其反應的化學方程式為：BCl₃+3H₂O=H₃BO₃+3HCl↑．
（4）裝置E的作用除了可以吸收多余的Cl₂外，還起到的作用是防止空氣中的水進入U形管．

Answer 1

分析 在加熱條件下，二氧化錳和濃鹽酸發(fā)生氧化還原反應生成Cl₂，但濃鹽酸具有揮發(fā)性，水被加熱也能蒸發(fā)，升高溫度加快濃鹽酸揮發(fā)、加快水蒸發(fā)，所以生成的Cl₂中含有HCl、H₂O，濃硫酸具有吸水性，飽和食鹽水能吸收Cl₂，濃硫酸能干燥氣體，從而得到較純凈的Cl₂，在B中制得BCl₃，然后用D得到BCl₃固體，為防止C中的水蒸氣進入D裝置使生成的BCl₃水解，F(xiàn)中裝濃硫酸進行干燥，E吸收未反應的Cl₂，以此解答該題．

解答 解：（1）根據(jù)實驗目的“某興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該為氣體發(fā)生裝置---除雜裝置--反應裝置--收集裝置--尾氣處理裝置的順序，又實驗室制備氯氣中夾雜有氯化氫和水，且應先除去HCl再除去水，按氣流方向連接各裝置的接口，順序為a→e→d→j→k→b→c→f→g→h，連接好裝置后的實驗操作是檢查裝置的氣密性，
故答案為：edjkbc（或cb）；檢查裝置的氣密性；
（2）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(chǎn)物中有氫氣，加熱氫氣和氯氣的混合氣體，易發(fā)生爆炸；
故答案為：B與HCl反應生成H₂，H₂、Cl₂混合受熱發(fā)生爆炸；
（3）因硼與鋁的性質相似，硼酸的化學式為H₃BO₃，類似鋁酸（H₃AlO₃）．因三氯化硼遇水能反應，反應的化學方程式為：BCl₃+3H₂O=H₃BO₃+3HCl↑，
故答案為：BCl₃+3H₂O=H₃BO₃+3HCl↑；
（4）裝置E是一個盛有堿石灰的干燥管，其作用一方面是吸收未反應的多余氯氣，另一個方面也防止空氣中的水蒸氣進入U形管，
故答案為：防止空氣中的水進入U形管．

點評 本實驗屬于物質制備與檢驗綜合設計實驗，為高頻考點，側重考查學生的分析能力和實驗能力，涉及制備氣體、凈化氣體、干燥氣體和尾氣處理．題目難度中等．