Question

16．三氯化硼（BCl₃）是一种重要的化工原料，可用于制取乙硼烷（B₂H₆），也可作有机合成催化剂．某兴趣小组拟选用如图装置制备BCl₃（已知BCl₃的沸点为12.5℃，熔点为-107.3℃；2B+6HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2BCl₃↑+3H₂↑）请回答下列问题：

（1）装置A中发生反应的离子方程式为MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；
（2）上述各装置连接顺序为，A、C、F、B、D、E．
（3）装置E的两个作用是防止空气中的水进入U形管、吸收多余的氯气；实验中若不用装置C，可能产生的危险是氢气与氯气混合受热易爆炸．
（4）BCl₃遇水产生大量的白雾同时生成硼酸（H₃BO₃），其反应的化学方程式为BCl₃+3H₂O=3HCl+H₃BO₃．

Answer 1

分析 （1）A中为浓盐酸和二氧化锰的反应，在加热条件下反应生成氯气；
（2）装置连接的顺序为气体发生装置---除杂装置--反应装置--收集装置--尾气处理装置的顺序，即：制备氯气（装置A）→净化氯气（装置C、F）→发生装置（B装置）→收集装置（装置D）→尾气处理装置（装置E）．以此可确定连接顺序；
反应的原理为3Cl₂+2B$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2BCl₃，实验室制备氯气，应先后分别饱和食盐水、浓硫酸得到纯净的氯气，然后与B在加热条件下反应生成BCl₃，
（3）装置E内装有碱石灰，可与氯气反应，防止污染空气，具有吸水作用，可防止空气中的水蒸气进入U形管；实验中若不用装置C，可发生2B+6HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2BCl₃+3H₂↑，氢气和氯气易发生爆炸；
（4）BCl₃发生水解反应生成硼酸和HCl．

解答 解：（1）根据装置A的药品和反应条件可知该装置是实验室制备氯气的装置，其中发生反应的离子方程式为MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O，
故答案为：MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；
（2）根据实验目的“某兴趣小组拟选用下列装置制备BCl₃”，依据的原理是3Cl₂+2B$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2BCl₃，所以装置连接的顺序应该为气体发生装置---除杂装置--反应装置--收集装置--尾气处理装置的顺序，又实验室制备氯气中夹杂有氯化氢和水，且应先除去HCl再除去水，按气流方向连接各装置的接口，顺序为a→e→d→j→k→b→c→f→g→h，即：ACFBDE，
故答案为：ACFBDE；
（3）装置E是一个盛有碱石灰的干燥管，其作用一方面是吸收未反应的多余氯气，另一个方面也防止空气中的水蒸气进入U形管，实验中若不用装置C，则夹杂在氯气中的氯化氢也会进入盛有硼粉的玻璃管发生反应2B+6HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2BCl₃+3H₂↑，可能产生的危险是氢气和氯气混合气体受热易爆炸，
故答案为：防止空气中的水进入U形管；吸收多余的氯气；氢气与氯气混合受热易爆炸；
（4）BCl₃遇水产生大量的白雾，同时生成硼酸，是发生水解反应的原因，发生的方程式为BCl₃+3H₂O=3HCl+H₃BO₃，
故答案为：BCl₃+3H₂O=3HCl+H₃BO₃．

点评 本题考查物质的制备实验，侧重于学生的分析能力和实验能力的考查，为高考常见题型，注意把握实验的原理和注意事项，难度中等．