Question

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

【查阅资料】①BCl3的沸点为12.5℃，熔点为－107.3℃；

②2B＋6HClBCl3＋3H2 ，硼也能与强碱反应。

某研究性学习小组用如下所示装置制备三氯化硼。回答下列问题：

(1)A装置中反应的离子方程式_______________________。

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

(3)D装置中发生反应的化学方程式_____________。

(4)G装置的作用是_____；为使实验装置简便，可用一个装置代替F和G装置。该装置所用仪器是___，所装试剂是____。

(5)A、D两处加热的先后顺序是_____________，其理由是_______________。

(6)检验制得的产品中是含有硼粉的实验操作是________________________。

【答案】 MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O 除去氯气中的氯化氢杂质气体 硼粉与氯化氢反应生成的产物中有氢气，加热氢气与氯气的混合气体，易发生爆炸 2B＋3Cl22BCl3 吸收未反应完的氯气，防止污染空气 干燥管或U型管 碱石灰 先A处后D处 排尽装置中的空气，避免氧气与硼粉反应生成B2O3 取少量样品于试管中，滴加浓氢氧化钠溶液，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

【解析】（1）装置A制取氯气，因此离子反应方程式为：MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O；(2)盐酸易挥发，制取的氯气中含有氯化氢，B装置的作用是除去氯气中的氯化氢杂质气体；如果拆去B装置，可能的后果是硼粉与氯化氢反应生成的产物中有氢气，加热氢气与氯气的混合气体，易发生爆炸；(3)D装置中发生反应是硼粉与氯气反应生成氯化硼，反应的化学方程式为2B＋3Cl22BCl3；(4)G装置装有氢氧化钠溶液，其作用是吸收未反应完的氯气，防止污染空气；为使实验装置简便，可用一个装置代替F和G装置，可防止空气中的水蒸气进入E，又能吸收未反应完的氯气，该装置所用仪器是干燥管或U型管，所装试剂是碱石灰；(5)A、D两处加热的先后顺序是先A处后D处，其理由是排尽装置中的空气，避免氧气与硼粉反应生成B2O3；(6)检验制得的产品中是含有硼粉的实验操作是取少量样品于试管中，滴加浓氢氧化钠溶液，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。

【题型】综合题
【结束】
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【题目】工业上以铬铁矿(主要成分为FeO·Cr2O3 ，含有Al2O3、SiO2等杂质)为原料生产重铬酸钠Na2Cr2O7·2H2O，其流程如下：

查阅资料得知:

①常温下，NaBiO3难溶于水，有强氧化性。

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

③物质溶解度曲线如图所示。

回答下列问题：

(1)Na2Cr2O7·2H2O铬的价态是____，H2O2的电子式为__________。

(2)NaBiO3的作用__________。

(3)滤渣D的成分是__________。

(4)操作a的名称是________、__________。

（5）电镀厂产生的镀铜废水中往往含有一定量的Cr2O72-。处理该废水的流程为：

①流程中，Na2S2O3参与反应的的离子方程式__________。

②a＝_______，Cr3+已沉淀完全［此时c(Cr3+)=1×10-5mol·L-1］；若pH>a时，Cr(OH)3开始溶解，溶解时的离子方程式为_______。

Answer 1

【答案】 +6 作氧化剂，氧化Cr3+ Al(OH)3 蒸发结晶 趁热过滤 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中钠的化合价为+1价，氧的化合价为-2价，氢的化合价为+1价，根据化合物中各元素化合价代数和为0可推出铬的价态为+6价，H2O2的电子式为；(2)根据已知条件可知，NaBiO3有强氧化性，其作用为作氧化剂，氧化Cr3+；(3)溶液C中加入过量NaBiO3和适量氢氧化钠后溶液pH增大，Al3+转化为沉淀，故滤渣D的成分是Al(OH)3；(4) Na2Cr2O7、Na2SO4混合溶液通过操作a后得到Na2SO4固体和溶液E，溶液E主要含有Na2Cr2O7，故操作a是将溶解度随温度变化情况不同的两溶质从溶液中分离，根据图中溶解度曲线可知，其名称是蒸发结晶、趁热过滤；（5）①流程中，含Cr2O72-的废水中加入Na2S2O3溶液转化为含的Cr3+废水，发生反应的的离子方程式为：3S2O32-+4Cr2O72-+26H+=8Cr3++6SO42-+13H2O；②Cr3+已沉淀完全［此时c(Cr3+)=1×10-5mol·L-1］时， Ksp[Cr(OH)3]=c(Cr3+)×c3(OH-)=1×10-5mol·L-1×c3(OH-)=6.4×10-31，则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时，Cr(OH)3开始溶解，溶解时的离子方程式为Cr(OH)3 + OH- = CrO2-+ 2H2O或Cr(OH)3 + OH - = Cr(OH)4-。