【題目】硼鎂泥是硼鎂礦生產(chǎn)硼砂晶體(Na2B4O7·10H2O)時的廢渣,其主要成分是MgO,還含有Na2B4O7、CaO、Fe2O3、FeO、MnO、SiO2等雜質(zhì)。以硼鎂泥為原料制取七水硫酸鎂的工藝流程如下:

回答下列問題:

(l)Na2B4O7·10H2O中B的化合價為__________

(2)Na2B4O7易溶于水,也易發(fā)生水解:B4O72-+7H2O4H3BO3(硼酸)+2OH-(硼酸在常溫下溶解度較小)。寫出加入硫酸時Na2B4O7發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:______________。

(3)濾渣B中含有不溶于稀鹽酸但能溶于熱濃鹽酸的黑色固體,寫出生成黑色固體的離子方程式____________。

(4)加入MgO的目的是___________________。

(5)已知MgSO4、CaSO4的溶解度如下表:

溫度(℃)

溶解度(g)

40

50

60

70

MgSO4

30.9

33.4

35.6

36.9

CaSO4

0.210

0.207

0.201

0.193

“操作A”是將MgSO4和CaSO4混合溶液中的CaSO4除去,根據(jù)上表數(shù)據(jù),簡要說明“操作A”步驟為____________________。

(6)硼砂也能在工業(yè)上制取NaBH4,NaBH4被稱為有機化學(xué)中的“萬能還原劑”。

①寫出NaBH4的電子式:___________。

②“有效氫含量”可用來衡量含氫還原劑的還原能力,其定義是:每克含氫還原劑的還原能力相當于多少克H2的還原能力。NaBH4的有效氫含量為_________(保留兩位小數(shù))。

③在堿性條件下,在陰極上電解NaBO2也可制得硼氫化鈉,寫出陰極室的電極反應(yīng)式:________。

【答案】 +3 Na2B4O7+H2SO4+5H2O=Na2SO4+4H3BO3 ClO- +Mn2++H2O=MnO2+Cl-+2H+ 調(diào)節(jié)溶液的pH值,使Fe3+轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀除去 蒸發(fā)濃縮、趁熱過濾 0.21 BO2-+6H2O+8e-=BH4-+8OH-

【解析】(1)設(shè)B的化合價為x價,根據(jù)化合物中各元素化合價代數(shù)和為零可得,,解得,所以的化合價為+3價。

(2)Na2B4O7易溶于水,也易發(fā)生水解:B4O72-+7H2O4H3BO3(硼酸)+2OH-(硼酸在常溫下溶解度較小)。加入硫酸時促進了B4O72-的水解,所以Na2B4O7與硫酸發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:Na2B4O7+H2SO4+5H2O=Na2SO4+4H3BO3↓。

(3)由硼鎂泥的成分推斷可知,不溶于稀鹽酸但能溶于濃鹽酸的黑色固體為,即氧化成,則其反應(yīng)離子方程式為。(4)屬于堿性氧化物,能夠與溶液中的反應(yīng),從而改變?nèi)芤旱?/span>值,因此可通過改變加入量來調(diào)節(jié)溶液的,達到使沉淀的形式除去的目的。

(5)因為CaSO4 微溶于水,MgSO4 易溶于水,“操作A”是將MgSO4和CaSO4混合溶液中的CaSO4除去,根據(jù)上表數(shù)據(jù),操作A采用結(jié)晶的方法除去CaSO4,步驟為蒸發(fā)濃縮、趁熱過濾。

(6)①寫出NaBH4的電子式

顯-1價,顯0價,兩者的還原產(chǎn)物均為顯+1價),的可以失去電子,可以失去電子,則的還原能力等價于,則根據(jù)“有效氫含量”的定義可知,的有效氫含量為。

③在NaBO2 中,B的化合價為+3,中B化合價為+5,在堿性條件下,在陰極上電解NaBO2,制硼氫化鈉的電極反應(yīng)式:BO2-+6H2O+8e-=BH4-+8OH-。答案為BO2-+6H2O+8e-=BH4-+8OH-

練習冊系列答案
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①1.204×1023個水分子中共________mol氫原子。

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1根據(jù)表數(shù)據(jù),請你判斷該電池工作的適宜應(yīng)控制

_____填字母范圍內(nèi)。

A100℃以下 B100300℃

C300350℃ D3502050℃

物質(zhì)

Na

S

Al2O3

熔點/℃

97.8

115

2050

沸點/℃

892

444.6

2980

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