Question

17．三氯化硼的熔点为-107.3℃，沸点为12.5℃，易水解生成硼酸和氯化氢，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$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$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）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→E→H→J→H→F→D→I．
②实验开始时，先通入干燥N₂的目的是排除装置中的空气．
③能证明反应中有CO生成的现象是装置F中黑色粉末变为红色，装置D中澄清石灰水变浑浊．

Answer 1

分析 （1）根据实验装置图可知，用高锰酸钾与浓盐酸反应制得氯气，同时生成氯化钾和氯化锰，制得的氯气中含有氯化氢和水杂质，要用饱和食盐水除去氯化氢，用浓硫酸除去水份，而得到干燥纯净的氯气，据此答题；
（2）乙组同学选用甲组实验中的装置A、B、C制得干燥的氯气，用氯气与B₂O₃、C反应生成三氯化硼和CO，三氯化硼的熔点为-107.3℃，沸点为12.5℃，所以收集三氯化硼要用冰水冷却，未反应的氯气尾气用氢氧化钠吸收，三氯化硼易水解，为防止氢氧化钠溶液中水进入装置E，在E和J之间接上H装置，用于吸水，生成的CO干燥后再通过F装置还原氧化铜，再将生成的气体通过澄清石灰水检验，可以证明原反应中有一氧化碳生成，多余的CO不能排放到空气中，要用排水法收集，据此答题．

解答 解：（1）根据实验装置图可知，用高锰酸钾与浓盐酸反应制得氯气，同时生成氯化钾和氯化锰，制得的氯气中含有氯化氢和水杂质，要用饱和食盐水除去氯化氢，用浓硫酸除去水份，而得到干燥纯净的氯气，
①根据上面的分析可知，装置B中盛放的试剂是饱和食盐水，装置C中装有浓硫酸，其作用是干燥氯气，
故答案为：饱和食盐水；干燥氯气；
②装置A中高锰酸钾与浓盐酸反应制得氯气，同时生成氯化钾和氯化锰，发生反应的离子方程式为 2MnO₄^-+16H⁺+10Cl^-=2Mn²⁺+5Cl₂↑+8H₂O，
故答案为：2MnO₄^-+16H⁺+10Cl^-=2Mn²⁺+5Cl₂↑+8H₂O；
（2）乙组同学选用甲组实验中的装置A、B、C制得干燥的氯气，用氯气与B₂O₃、C反应生成三氯化硼和CO，三氯化硼的熔点为-107.3℃，沸点为12.5℃，所以收集三氯化硼要用冰水冷却，未反应的氯气尾气用氢氧化钠吸收，三氯化硼易水解，为防止氢氧化钠溶液中水进入装置E，在E和J之间接上H装置，用于吸水，生成的CO经干燥后再通过F装置还原氧化铜，再将生成的气体通过澄清石灰水检验，可以证明原反应中有一氧化碳生成，多余的CO不能排放到空气中，要用排水法收集，
①根据上面的分析可知，乙组同学的实验装置中，依次连接的合理顺序为A→B→C→G→E→H→J→H→F→D→I，
故答案为：G、E、H、J、H；
②三氯化硼易水解，在实验开始时，要将装置中的空气排尽，所以要先通入干燥N₂，
故答案为：排除装置中的空气；
③根据实验的原理可知，生成的CO能将黑色的氧化铜还原为红色的铜，同时产生能使澄清石灰水变浑的气体，所以能证明反应中有CO生成的现象是装置F中黑色粉末变为红色，装置D中澄清石灰水变浑浊，
故答案为：装置F中黑色粉末变为红色，装置D中澄清石灰水变浑浊．

点评 本题考查物质制备实验，侧重于学生的分析能力和实验能力的考查，题目涉及制备气体、净化气体、干燥气体和尾气处理，明确原理是解题关键，注意题目信息的应用，目难度中等．