Question

硼位于ⅢA族，三氯化硼 (BCl₃)可用于制取乙硼烷(B₂H₆)，也可作有机合成的催化剂，三氯化硼遇水剧烈反应。

查阅资料：①BCl₃的沸点为12.5 ℃，熔点为－107.3 ℃；

②2B＋6HCl2BCl₃↑＋3H₂↑；

③硼与铝的性质相似，也能与氢氧化钠溶液反应

设计实验：某同学设计如图所示装置，利用氯气和单质硼反应制备三氯化硼

回答下列问题：

(1)写出A装置中反应的化学方程式                   ，

(2)B的作用                      ，C的作用                   ，实验结束后在E中收集到的物质是              (填化学式)

(3)G的作用是吸收含Cl₂尾气，写出G中反应的化学方程式                   ，

(4)实验中可以用一个盛装        (填试剂名称)的干燥管代替F和G装置，使实验更简便。

(5)为了顺利完成实验，正确的操作是        (填序号)

①先点燃D处酒精灯，后点燃A处酒精灯

②先点燃A处酒精灯，后点燃D处酒精灯

③同时点燃A、D处酒精灯

(6)请你补充完整下面的简易实验，以验证制得的产品中是否含有硼粉：取少量样品于试管中，滴加浓         (填化学式)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。

Answer

(1)MnO2+4HClMnCl2+Cl2↑+2H2O

(2)除氯气中的HCl；干燥氯气；BCl3

(3)Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O(4)碱石灰(5)②(6)NaOH

【解析】

试题分析：(1)在A装置中用二氧化锰固体粉末与浓盐酸发生反应可以制取氯气，反应的化学方程式为MnO2 + 4HClMnCl2 + Cl2↑+ 2H2O；

(2)B装置的作用是吸收Cl2中混有的HCl，C装置中浓硫酸的作用是干燥氯气，利用冰水冷却，有利于E中收集三氯化硼，化学式为BCl3；

(3)G中NaOH溶液的作用是吸收含有氯气的尾气，发生反应的化学方程式为Cl2 + 2NaOH = NaCl + NaClO + H2O；

(4)F装置用于吸收水蒸气，避免G装置中的水蒸气进入U形管．G装置可以盛装氢氧化钠溶液吸收尾气，故实验中可以用一个盛装碱石灰的干燥管来代替F+G装置；

(5)①若先点燃D处酒精灯，这时B就与装置中的空气发生反应得到B2O3，再点燃A处酒精灯也不能产生BCl3了，故错误；②先点燃A处酒精灯，待整套装置中都充满Cl2后再点燃D处酒精灯，使之发生反应，故正确；③同时点燃A、D处酒精灯也会导致产生B2O3，影响制备BCl3，错误；故答案为②；

(6)由于B的性质与Al相似，既能与强酸反应，也能与强碱反应放出氢气，所以取少量样品于试管中，滴加浓NaOH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。

【考点定位】考查物质制备与检验综合设计实验

【名师点晴】解答综合性实验设计与评价题的基本流程：原理→反应物质→仪器装置→现象→结论→作用意义→联想。具体分析为：①实验是根据什么性质和原理设计的？实验的目的是什么？②所用各物质名称、状态、代替物(根据实验目的和相关的化学反应原理，进行全面的分析比较和推理，并合理选择)。③有关装置：性能、使用方法、适用范围、注意问题、是否有替代装置可用、仪器规格等。④有关操作：技能、操作顺序、注意事项或操作错误的后果。⑤实验现象：自下而上，自左而右全面观察。⑥实验结论：直接结论或导出结论。