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硼位于ⅢA族,三卤化硼是物质结构化学的研究热点,也是重要的化工原料.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.[查阅资料]①BCl3的熔点为-107.3℃,沸点为1
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硼位于ⅢA族,三卤化硼是物质结构化学的研究热点,也是重要的化工原料.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.
[查阅资料]①BCl3的熔点为-107.3℃,沸点为12.5℃;②2B+6HCl
2BCl3↑+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制备三氯化硼:
请回答下列问题:
(1)常温下,高锰酸钾固体粉末与浓盐酸发生的反应可替代A装置中的反应,两个反应的产物中锰的价态相同.写出高锰酸钾固体粉末与浓盐酸反应的离子方程式:___.
(2)E装置的作用是___.如果拆去B装置,可能的后果是___.
(3)写出D装置中发生反应的化学方程式:___;实验中可以用一个盛装___(填试剂名称)的干燥管代替F+G装置,使实验更简便.
(4)三氯化硼遇水剧烈反应生成硼酸(H3BO3)和白雾,写出该反应的化学方程式___.
实验室保存三氯化硼的注意事项是___.
(5)为了顺利完成实验,正确的操作是___(填序号),并解释原因___.
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)请你设计一个简易实验,验证制得的产品中是否含有硼粉:___.
[查阅资料]①BCl3的熔点为-107.3℃,沸点为12.5℃;②2B+6HCl
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[设计实验]某同学设计如图所示装置制备三氯化硼:
请回答下列问题:
(1)常温下,高锰酸钾固体粉末与浓盐酸发生的反应可替代A装置中的反应,两个反应的产物中锰的价态相同.写出高锰酸钾固体粉末与浓盐酸反应的离子方程式:___.
(2)E装置的作用是___.如果拆去B装置,可能的后果是___.
(3)写出D装置中发生反应的化学方程式:___;实验中可以用一个盛装___(填试剂名称)的干燥管代替F+G装置,使实验更简便.
(4)三氯化硼遇水剧烈反应生成硼酸(H3BO3)和白雾,写出该反应的化学方程式___.
实验室保存三氯化硼的注意事项是___.
(5)为了顺利完成实验,正确的操作是___(填序号),并解释原因___.
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)请你设计一个简易实验,验证制得的产品中是否含有硼粉:___.
▼优质解答
答案和解析
(1)在A装置中用高锰酸钾固体粉末与浓盐酸发生反应可以制取氯气,反应的离子方程式为:2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++8H2O+5Cl2↑;
故答案为:2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++8H2O+5Cl2↑;
(2)三氯化硼的沸点低,易挥发,需要冷却产品,B装置的作用是吸收Cl2中混有的HCl,由题给资料知,硼与氯化氢反应生成的产物中有氢气,加热氢气和氯气的混合气体,易发生爆炸;
故答案为:冷却和收集三氯化硼;硼粉与氯化氢反应生成的产物中有氢气,加热氢气与氯气的混合气体,易发生爆炸;
(3)硼与氯气在加热条件下反应生成三氯化硼.反应的化学方程式为:2B+3Cl2
2BCl3,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;
故答案为:2B+3Cl2
2BCl3;碱石灰;
(4)因硼与铝的性质相似,硼酸的化学式为H3BO3,类似铝酸(H3AlO3).因三氯化硼遇水能反应,反应的化学方程式为:BCl3+3H2O=H3BO3+3HCl↑,故实验室应密封冷暗处保存三氯化硼;
故答案为:BCl3+3H2O=H3BO3+3HCl↑;密封冷暗处保存;
(5)若不先排尽装置中的空气,O2会与硼反应:4B+3O2
2B2O3;
①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;
②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;
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:①;排尽装置中的空气,避免氧气与硼粉反应生成B2O3 ;
(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;
故答案为: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.
故答案为:2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++8H2O+5Cl2↑;
(2)三氯化硼的沸点低,易挥发,需要冷却产品,B装置的作用是吸收Cl2中混有的HCl,由题给资料知,硼与氯化氢反应生成的产物中有氢气,加热氢气和氯气的混合气体,易发生爆炸;
故答案为:冷却和收集三氯化硼;硼粉与氯化氢反应生成的产物中有氢气,加热氢气与氯气的混合气体,易发生爆炸;
(3)硼与氯气在加热条件下反应生成三氯化硼.反应的化学方程式为:2B+3Cl2
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故答案为:2B+3Cl2
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(4)因硼与铝的性质相似,硼酸的化学式为H3BO3,类似铝酸(H3AlO3).因三氯化硼遇水能反应,反应的化学方程式为:BCl3+3H2O=H3BO3+3HCl↑,故实验室应密封冷暗处保存三氯化硼;
故答案为:BCl3+3H2O=H3BO3+3HCl↑;密封冷暗处保存;
(5)若不先排尽装置中的空气,O2会与硼反应:4B+3O2
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①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;
②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;
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:①;排尽装置中的空气,避免氧气与硼粉反应生成B2O3 ;
(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;
故答案为: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.
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