Question

【题目】三卤化硼是物质结构化学的研究热点，也是重要的化工原料。三氯化硼(BCl3)可用于制取乙硼烷(B2H6)，也可作有机合成的催化剂。

查阅资料：①BCl3的沸点为12.5 ℃，熔点为－107.3 ℃；②2B＋6HCl2BCl3↑＋3H2↑；③硼与铝的性质相似，也能与氢氧化钠溶液反应。

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：

请回答下列问题：

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

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

（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，后点燃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，写出硼粉与滴加试剂的化学方程式___________________________。

Answer 1

【答案】 第二周期ⅢA族 冷却和收集三氯化硼 硼粉与氯化氢反应生成产物中有氢气，加热氢气与氯气混合气体，易发生爆炸 碱石灰 BCl3＋3H2O=H3BO3＋3HCl↑ ① NaOH 2B+2NaOH+2H2O===2NaBO2+3H2↑

【解析】A制氯气，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，B饱和食盐水能吸收Cl2中HCl，C浓硫酸具有吸水性，浓硫酸能干燥气体，从而得到较纯净的Cl2，防止生成的B和HCl、BCl3水解；D中制得BCl3，然后用E得到BCl3固体，为防止生成的BCl3水解且防止倒吸现象，所以F起到缓冲作用并干燥，G吸收未反应的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。（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+G装置；（4）因硼与铝的性质相似，硼酸的化学式为H3BO3，类似铝酸（H3AlO3），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：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①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②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；故选①．（6）B具有两性，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，硼粉与滴加试剂的化学方程式2B+2NaOH+2H2O=2NaBO2+3H2↑