Question

【題目】硼鎂泥是硼鎂礦生產(chǎn)硼砂晶體(Na2B4O7·10H2O)時(shí)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(jià)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(shí)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(jiǎn)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(jī)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(dāng)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：________。

Answer 1

【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(jià)為x價(jià)，根據(jù)化合物中各元素化合價(jià)代數(shù)和為零可得，，解得，所以中的化合價(jià)為+3價(jià)。

(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(shí)促進(jìn)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，即被氧化成，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(dá)到使以沉淀的形式除去的目的。

（5）因?yàn)?/span>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

②中顯-1價(jià)，中顯0價(jià)，兩者的還原產(chǎn)物均為（顯+1價(jià)），的可以失去電子，可以失去電子，則的的還原能力等價(jià)于的，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(jià)為+3，中B化合價(jià)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-。