Question

【題目】在實(shí)驗(yàn)室以硼鎂礦（含Mg2B2O5·H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3）為原料制備硼酸（H3BO3），其流程如圖1所示，硫酸鎂和硼酸的溶解度隨溫度的變化曲線如圖2所示。

請回答下列問題：

（1）流程中“反應(yīng)”的實(shí)驗(yàn)裝置如下圖所示：

①反應(yīng)時(shí)需控制在95℃進(jìn)行，控制反應(yīng)溫度的適宜方法是____________________。

②反應(yīng)產(chǎn)生的氣體需要凈化處理，請從下圖中選擇合適的裝置__________（填字母代號(hào)）。

（2）實(shí)驗(yàn)中得到的粗硼酸還需要重結(jié)晶進(jìn)行提純，重結(jié)晶得到的母液可以在下一次重結(jié)晶時(shí)重復(fù)使用，但達(dá)到一定次數(shù)后必須凈化處理，原因是______________________。

（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)若被強(qiáng)堿濺到，先用大量水沖洗，水洗后再涂上硼酸溶液，寫出有關(guān)離子方程式：____________。

（4）滴定硼酸時(shí)不能直接滴定，因?yàn)榕鹚崾呛苋醯乃幔?/span>Ka＝5．7×10－10。滴定前，須先將硼酸與甘油作用生成甘油硼酸，Ka＝8．4×10－6，然后用酚酞作指示劑，再用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。已知硼酸的摩爾質(zhì)量為61．8 g·mol－1，滴定前稱取3．00 g硼酸試樣，配成250mL溶液，每次取25．00mL于錐形瓶中滴定，消耗0．200 0 mol·L－1 NaOH標(biāo)準(zhǔn)液的平均體積為20．00 mL。

①計(jì)算所得硼酸的純度＝__________。

②若用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液直接滴定硼酸，則硼酸的純度將__________（填字母代號(hào)）。

A．偏大 B．偏小 C．無影響 D．無法確定

Answer 1

【答案】水浴加熱 B 使用一定次數(shù)后，母液中雜質(zhì)的濃度增大，重結(jié)晶時(shí)會(huì)析出雜質(zhì)影響產(chǎn)品純度 OH-+H3BO3= H2BO3-+H2O 82.4 B

【解析】

(1)①水浴加熱可以受熱均勻，更好的控制溫度，所以反應(yīng)時(shí)需控制在95℃進(jìn)行，控制反應(yīng)溫度的適宜方法是水浴加熱；故答案：水浴加熱。

②據(jù)流程圖知硼鎂礦粉中加入硫酸銨溶液產(chǎn)生的氣體為氨氣，氨氣極易溶于水，屬于堿性氣體，所以選擇既要防制倒吸，又能和氨氣反應(yīng)的物質(zhì)進(jìn)行除雜處理，符合條件的裝置為B，故答案：B。

(2)由于使用的次數(shù)較多后，母液中雜質(zhì)的濃度增大，影響產(chǎn)品純度，所以進(jìn)行必須凈化處理，故答案為：使用一定次數(shù)后，母液中雜質(zhì)的濃度增大，重結(jié)晶時(shí)會(huì)析出雜質(zhì)影響產(chǎn)品純度；

（3）硼酸屬于一元弱酸，能和強(qiáng)堿反應(yīng)生成鹽和水，所以硼酸和強(qiáng)堿溶液反應(yīng)有關(guān)離子方程式：OH-+H3BO3= H2BO3-+H2O，故答案：OH-+H3BO3= H2BO3-+H2O；

(4) ①設(shè)H3BO3濃度為c，若滴定到終點(diǎn)時(shí)消耗度為0.200 0 mol·L-1NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00mL，根據(jù) H3BO3~ NaOH關(guān)系可知，c(H3BO3)==0.1600 mol·L-1，所以硼酸的純度==82.4，故答案：82.4；（
②因?yàn)榕鹚崾呛苋醯乃幔?/span>Ka＝5.7×10－10，若用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液直接滴定硼酸，沒有突躍，不好觀察顏色變化，若用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液直接滴定硼酸，受水電離的影響，導(dǎo)致硼酸的純度將偏小，所以答案為B。