题目内容
【题目】硼位于第ⅢA族，三氯化硼是无色、强烈臭味的发烟液体或气体，属于化学危险品，主要用于半导体硅的掺杂源、有机合成的催化剂，还应用于高纯硼、有机硼(如：乙硼烷B2H6)的制取。某同学设计利用Cl2和单质B制备三氯化硼(BCl3)的装置示意图。查阅资料：①BCl3沸点12.5℃，熔点－107.3℃，易潮解；②2B＋6HCl
2BCl3↑＋3H2↑；③硼与硅“对角线”相似，都能与氢氧化钠溶液反应。请回答下列问题：
(1)装置A中二氧化锰能与浓盐酸在加热条件下发生反应制取氯气，该反应的离子方程式：______________________________，洗气瓶G中用Na2SO3溶液除去Cl2反应的化学方程式是____________________________。
(2)E装置的作用是_________________________，如果拆去B装置，可能导致的后果是：_____________________________________________________________。
(3)写出D装置中发生反应的化学方程式：______________________________，实验中可用一个盛装__________(填：试剂名称)的干燥管代替F+G装置，使实验更简便。
(4)BCl3遇水剧烈反应生成硼酸(H3BO3)和白雾，写出该反应方程式：____________。
(5)为了顺利完成实验，正确的操作是____________(填：数字编号)。
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)硼纤维是在金属丝上沉积无定形的硼而形成的无机纤维，通常在炽热的钨丝表面发生如下的反应：3H2＋2BCl3 ＝2B＋6HCl↑。要想验证制得的产品中是否含硼粉：应取少量样品于试管中，滴加浓____________(填：化学式)溶液，观察是否有气泡产生。
【答案】MnO2+4H +2Cl－
Mn2++Cl2↑+2H2O Na2SO3+Cl2+ 2NaOH＝Na2SO4+2NaCl+H2O 冷却和收集三氯化硼 可能发生反应：2B+6HCl＝2BCl3+3H2↑，在D中加热H2、Cl2混合气时易发生爆炸现象 2B＋3Cl2＝ 2BCl3 碱石灰 BCl3＋3H2O＝H3BO3＋3HCl ① NaOH溶液
【解析】
装置A、B、C为氯气的发生装置和氯气的除杂干燥装置，在装置D中，氯气与硼粉发生反应，得到BCl3。E装置利用冰水，将BCl3蒸气冷凝下来。F防止G中的水蒸气进入E，使BCl3潮解，G为尾气吸收装置。
(1)二氧化锰和浓酸盐反应，浓盐酸为强酸的溶液，可以拆成离子形式，离子方程式为MnO2+4H +2Cl－
Mn2++Cl2↑+2H2O；洗气瓶G中Na2SO3具有还原性，化合价升到得到Na2SO4，氯气具有氧化性，化合价降低得到NaCl。化学方程式为Na2SO3+Cl2+ 2NaOH==Na2SO4+2NaCl+H2O；
(2)E中盛装的是冷却液，根据BCl3的沸点12.5℃，可以将BCl3由气体变成液体，答案为冷却和收集三氯化硼；如果拆除装置B，Cl2中的HCl气体没有除去，根据资料②，HCl会与B反应生成H2，而H2和Cl2会在加热条件下反应，答案为可能发生反应：2B+6HCl== 2BCl3+3H2↑，在D中加热H2、Cl2混合气时易发生爆炸现象；
(3)D为Cl2和B反应生成BCl3的装置，化学方程式为2B＋3Cl2
2BCl3；装置F和G的目的是处理没有反应掉的氯气，还要防止G中的水蒸气到E中。碱石灰既可以与氯气反应，将氯气处理掉，也可以防止外界中的水蒸气进入E中。答案为碱石灰；
(4)BCl3遇水发生水解，B结合了水电离出来的OH－，Cl结合水电离出来的H＋，再根据现象白雾，生成的产物为HCl。答案为BCl3＋3H2O=H3BO3＋3HCl；
(5)需要排除装置中的空气，防止硼在加热条件下与氧气反应，所以先点燃A处的酒精灯，让生成的氯气将装置中的空气排除干净，等装置中充满氯气时，再点燃D处的酒精灯，答案为①；
(6)要验证BCl3中是否含有B，利用B的性质类似于Si，可以与碱发生反应，有H2生成，所以可以将样品加入碱中，答案为NaOH溶液。
