Question

【题目】三氯化硼的熔点为-107.3℃，沸点为12.5℃，易水解生成硼酸（H3BO3），可用于制造高纯硼、有机合成催化剂等。实验室制取三氯化硼的原理为B2O3+3C+3Cl2=2BCl3+3CO。

（1）甲组同学拟用下列装置制取纯净干燥的氯气(不用收集)。

①装置B中盛放的试剂是__，装置C的作用是___________________。

②装置A中发生反应的离子方程式为 _____________________________。

（2）乙组同学选用甲组实验中的装置A、B、C和下列装置(装置可重复使用)制取BCl3并验证反应中有CO生成。

①乙组同学的实验装置中，依次连接的合理顺序为

A→B→C→G→___________→F→D→I。

②能证明反应中有CO生成的现象是___________________________。

③开始实验时，先点燃____(填“F”或“G”)处的酒精灯。

④请写出BCl3水解的化学方程式__________________________。

⑤若实验中制取得到了11.75g BCl3，则理论上消耗12 mol/L的浓盐酸的体积为_________mL（保留一位小数）

Answer 1

【答案】 饱和食盐水 干燥氯气 2MnO4-+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O EHJH 装置F中黑色粉末变为红色，装置D中澄清石灰水变浑浊 G BCl3＋3H2O=H3BO3＋3HCl 40.0

【解析】（1）①因浓盐酸有挥发性，在A中反应生成的氯气中含有氯化氢、水蒸气杂质，为得到纯净干燥的氯气需将气体经饱和食盐水吸收氯化氢气体，再经浓硫酸吸水后得到纯净干燥的氯气；故装置B中盛放的试剂是饱和食盐水，装置C的作用是干燥氯气；②装置A中发生反应的离子方程式为：2MnO4-+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O；

（2）①氯气在G中反应：B2O3+3C+3Cl2=2BCl3+3CO，生成的三氯化硼的沸点为12.5℃，故生成的三氯化硼需要经冷凝装置（E）变成非气体，便于三氯化硼与CO、Cl2的分离；若不除去氯气，则氯气通入澄清石灰水与之反应，就无法证明一氧化碳还原氧化铜后的产物，故气流经冷凝后要除去氯气，又因为三氯化硼易水解生成硼酸（H3BO3），故冷凝后气流先通入H，再通入J，这样做的目的是防止J中的水蒸气进入H，最后气流再经干燥（H）后进入F，故顺序为A→B→C→G→E→H→J→H→F→D→I。②一氧化碳还原氧化铜，生成的二氧化碳气体通入澄清石灰水，产生的现象是装置F中黑色粉末变为红色，装置D中澄清石灰水变浑浊。③因一氧化碳是可燃性气体，在还原氧化铜之前应排除仪器中的空气，防止爆炸，故应在G处先加热，使产生的一氧化碳在仪器中通一段时间，排尽空气，然后再在F处加热（类似初中学过的一氧化碳还原氧化铜实验）。

④水解反应可以看作中和反应逆反应，BCl3水解的化学方程式为BCl3＋3H2O=H3BO3＋3HCl；

⑤11.75g BCl3的物质的量为0.1mol，由反应：2KMnO4+16HCl=2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O，B2O3+3C+3Cl2=2BCl3+3CO，可找到关系式如下：48HCl—15Cl2↑—10BCl3，n(HCl)=0.48mol，v(HCl)=n/c=0.48mol/12mol/L=40.0mL。