Question

7．三氯化硼是一種重要的化工原料，主要用作半導(dǎo)體硅的摻雜源或有機(jī)合成催化劑，還用于高純硼或有機(jī)硼的制�。�（已知：BCl₃的沸點(diǎn)為12.5℃，熔點(diǎn)為-107.3℃，易潮解）實(shí)驗(yàn)室制備三氯化硼的原理為：B₂O₃+3C+3Cl₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2BCl₃+3CO

（1）甲組同學(xué)擬用下列裝置如圖1制備干燥純凈的氯氣（不用收集）
①裝置B的作用是除去Cl₂中混有的HC1，裝置C盛放的試劑是濃硫酸．
②裝置A中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為ClO₃^-+5Cl^-+6H⁺=3Cl₂↑+3H₂O．
（2）乙組同學(xué)選用甲組實(shí)驗(yàn)中的A、B、C和下列裝置如圖2（裝置可重復(fù)使用）制備BC1₃并驗(yàn)證反應(yīng)中有CO生成．
①乙組同學(xué)的實(shí)驗(yàn)裝置中，依次連接的合理順序?yàn)锳→B→C→G→E→H→J→H→F→D→I；其中裝置E的作用是將BCl₃冷凝為液體收集．
②實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，先通入干燥的N₂的目的是排除裝置中的空氣．
③能證明反應(yīng)中有CO生成的現(xiàn)象是裝置F中黑色粉末變?yōu)榧t色，裝置D中澄清石灰水變渾濁．
④三氯化硼接觸潮濕空氣時(shí)會(huì)形成腐蝕性濃厚白霧，其與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為BC1₃+3H₂O=H₃BO₃+3HC1．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)裝置圖可知，用高錳酸鉀與濃鹽酸反應(yīng)制得氯氣，同時(shí)生成氯化鉀和氯化錳，制得的氯氣中含有氯化氫和水雜質(zhì)，要用飽和食鹽水除去氯化氫，用濃硫酸除去水份，而得到干燥純凈的氯氣，據(jù)此答題；
（2）乙組同學(xué)選用甲組實(shí)驗(yàn)中的裝置A、B、C制得干燥的氯氣，用氯氣與B₂O₃、C反應(yīng)生成三氯化硼和CO，三氯化硼的熔點(diǎn)為-107.3℃，沸點(diǎn)為12.5℃，所以收集三氯化硼要用冰水冷卻，未反應(yīng)的氯氣尾氣用氫氧化鈉吸收，三氯化硼易水解，為防止氫氧化鈉溶液中水進(jìn)入裝置E，在E和J之間接上H裝置，用于吸水，生成的CO干燥后再通過F裝置還原氧化銅，再將生成的氣體通過澄清石灰水檢驗(yàn)，可以證明原反應(yīng)中有一氧化碳生成，多余的CO不能排放到空氣中，要用排水法收集，據(jù)此答題．

解答 解：（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)裝置圖可知，用高錳酸鉀與濃鹽酸反應(yīng)制得氯氣，同時(shí)生成氯化鉀和氯化錳，制得的氯氣中含有氯化氫和水雜質(zhì)，要用飽和食鹽水除去氯化氫，用濃硫酸除去水份，而得到干燥純凈的氯氣，
①根據(jù)上面的分析可知，裝置B中盛放的試劑是飽和食鹽水，裝置C的作用是干燥氯氣，應(yīng)選擇盛放濃硫酸，
故答案為：飽和食鹽水；濃硫酸；
②裝置A中氯酸鉀與濃鹽酸反應(yīng)制得氯氣，同時(shí)生成氯化鉀，根據(jù)電子守恒、電荷守恒及原子守恒得離子反應(yīng)方程式ClO₃^-+5Cl^-+6H⁺=3Cl₂↑+3H₂O，
故答案為：ClO₃^-+5Cl^-+6H⁺=3Cl₂↑+3H₂O；
（2）乙組同學(xué)選用甲組實(shí)驗(yàn)中的裝置A、B、C制得干燥的氯氣，用氯氣與B₂O₃、C反應(yīng)生成三氯化硼和CO，三氯化硼的熔點(diǎn)為-107.3℃，沸點(diǎn)為12.5℃，所以收集三氯化硼要用冰水冷卻，未反應(yīng)的氯氣尾氣用氫氧化鈉吸收，三氯化硼易水解，為防止氫氧化鈉溶液中水進(jìn)入裝置E，在E和J之間接上H裝置，用于吸水，生成的CO經(jīng)干燥后再通過F裝置還原氧化銅，再將生成的氣體通過澄清石灰水檢驗(yàn)，可以證明原反應(yīng)中有一氧化碳生成，多余的CO不能排放到空氣中，要用排水法收集，
①根據(jù)上面的分析可知，乙組同學(xué)的實(shí)驗(yàn)裝置中，依次連接的合理順序?yàn)锳→B→C→G→E→H→J→H→F→D→I，利用裝置E中冰水冷卻可將BCl₃冷凝為液體收集，
故答案為：G、E、H、J、H；將BCl₃冷凝為液體收集；
②三氯化硼易水解，在實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，要將裝置中的空氣排盡，所以要先通入干燥N₂，
故答案為：排除裝置中的空氣；
③根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理可知，生成的CO能將黑色的氧化銅還原為紅色的銅，同時(shí)產(chǎn)生能使澄清石灰水變渾的氣體，所以能證明反應(yīng)中有CO生成的現(xiàn)象是裝置F中黑色粉末變?yōu)榧t色，裝置D中澄清石灰水變渾濁，
故答案為：裝置F中黑色粉末變?yōu)榧t色，裝置D中澄清石灰水變渾濁；
④三氯化硼接觸潮濕空氣時(shí)會(huì)形成腐蝕性濃厚白霧，說明三氯化硼水解生成HCl和硼酸，根據(jù)原子守恒得水解反應(yīng)的化學(xué)方程式BC1₃+3H₂O=H₃BO₃+3HC1，
故答案為：BC1₃+3H₂O=H₃BO₃+3HC1．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾�，題目涉及制備氣體、凈化氣體、干燥氣體和尾氣處理，明確原理是解題關(guān)鍵，注意題目信息的應(yīng)用，目難度中等．