Question

【題目】硼、鎂及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。

I.已知硼鎂礦主要成分為,硼砂的化學式為。一種利用硼鎂礦制取金屬鎂及粗硼的工藝流程如下所示：

(1)寫出硼元素在周期表中的位置_________________________

(2)將硼砂溶于熱水后，用硫酸調(diào)節(jié)溶液的為23以制取硼酸,該反應(yīng)的離子方程式為_________________________________________。

(3)由制備時，一定條件是_________________________________。

(4)制得的粗硼在一定條件下生成, 加熱分解可以得到純凈的單質(zhì)硼�，F(xiàn)將粗硼制成的完全分解，將生成的配制成溶液，用酸式滴定管量取碘水溶液放入錐形瓶中，向其中滴加幾滴淀粉溶液，用溶液滴定至終點，消耗溶液。(提示：)滴定終點的現(xiàn)象為____________,該粗硼樣品的純度為____________%

Ⅱ (5)已知：的電離常數(shù)為,的電離常數(shù)為、，向盛有飽和硼酸溶液的試管中，滴加 溶液，_____(填“能”或“不能”)觀察到氣泡逸出.

(6)[也可寫成]可以通過電解溶液的方法制備.工作原理如圖所示(陽離子交換膜和陰離子交換膜分別只允許陽離子、陰離子通過).

①膜為________交換膜(填“陰離子”或“陽離子”)，寫出產(chǎn)品室發(fā)生反應(yīng)的離子方程式: ________________

理論上每生成,陰極室可生成________氣體(標準狀況)

②室中，進口和出口的溶液濃度大小關(guān)系為________ (填“>”或“<”)

Answer 1

【答案】第二周期、第IIIA族 B4O72- +2H+ +5H2O4 H3BO3 在HCl氛圍中加熱 滴加最后一滴Na2S2O3溶液，錐形瓶中藍色恰好褪去，且半分鐘不恢復原色 99 不能 陰離子 H+ + B(OH)4- =H3BO3+H2O 11.2 <

【解析】

I.（1）依據(jù)原子核外電子排布規(guī)律分析其在周期表的位置；

（2）利用強酸制弱酸原理書寫其離子方程式；

（3）MgCl2在蒸干灼燒時會發(fā)生水解，生成易揮發(fā)的HCl氣體，據(jù)此分析；

（4）依據(jù)關(guān)系式法找出硫代硫酸鈉與硼元素的關(guān)系，根據(jù)物質(zhì)的量計算出粗硼中硼的質(zhì)量，進而得出結(jié)論；

Ⅱ (5)依據(jù)強酸制弱酸的原理，弱酸的電離平衡常數(shù)越大，酸性越強，再結(jié)合已知的硼酸的電離平衡常數(shù)與碳酸的兩步電離平衡常數(shù)對比作答；

（6）①產(chǎn)品室可得到H3BO3的原因是因為：陽極室的H+穿過陽膜擴散至產(chǎn)品室，原料室的B(OH)4-穿過陰膜擴散至產(chǎn)品室，二者反應(yīng)生成H3BO3，據(jù)此分析；

②室中，溶液中氫離子會放電，生成氫氧根離子，所以氫氧化鈉濃度會增大。

I.（1）硼元素為5號元素，核外有5個電子，位于元素周期表的第二周期、第IIIA族，

故答案為：第二周期、第IIIA族；

（2）硼砂的化學式為，溶于熱水并加入硫酸后生成硼酸，其離子方程式為：B4O72- +2H+ +5H2O4 H3BO3，

故答案為：B4O72- +2H+ +5H2O4 H3BO3；

（3）因MgCl2在蒸干灼燒時會發(fā)生水解，其水解的離子方程式為：，所以為了防止氯化鎂水解生成氫氧化鎂，需要在氛圍中加熱，

故答案為：在HCl氛圍中加熱；

（4）碘水溶液呈酸性，選擇酸式滴定管，滴定終點時，溶液中的碘完全反應(yīng)，所以滴定終點時的現(xiàn)象為滴加最后一滴Na2S2O3溶液，錐形瓶中藍色恰好褪去，且半分鐘不恢復原色；硫代硫酸鈉的物質(zhì)的量為：0.30mol/L×0.018L=0.0054mol，根據(jù)關(guān)系式：B～BI3～I2～3S2O32-，n（B）=n（S2O32-）= 0.0018 mol，則原樣品中B的物質(zhì)的量 = 0.0018 mol× = 0.018 mol，則硼的質(zhì)量為：11g/mol×0.018mol=0.198g，粗硼中硼的含量為： = 99%，
故答案為：酸式；滴加最后一滴Na2S2O3溶液，錐形瓶中藍色恰好褪去，且半分鐘不恢復原色；99；

Ⅱ.（5）的電離常數(shù)為,的電離常數(shù)為、，弱酸的電離平衡常數(shù)越大，酸性越強，則酸性強弱：，則向盛有飽和硼酸溶液的試管中，滴加 溶液，不能觀察到氣泡逸出，

故答案為：不能；

（6）①產(chǎn)品室可得到H3BO3的原因是因為：陽極室的H+穿過陽膜擴散至產(chǎn)品室，原料室的B(OH)4-穿過陰膜擴散至產(chǎn)品室，二者反應(yīng)生成H3BO3，其離子方程式為：H+ + B(OH)4- =H3BO3+H2O；所以b膜應(yīng)為陰離子交換膜；陰極的電解質(zhì)為氫氧化鈉，所以陰極室的電極反應(yīng)式為：2H+ +2e- = H2↑，結(jié)合陽極室的反應(yīng)可知，2H3BO3 2H+ H2，所以理論上每生成,陰極室可生成0.5mol氫氣，其體積在標況下為0.5mol×22.4 L = 11.2 L，

故答案為：陰離子；H+ + B(OH)4- =H3BO3+H2O；11.2；

②室中，電極反應(yīng)式為：2H+ +2e- = H2↑，溶液中氫氧根離子濃度增大，即進口和出口的溶液濃度大小關(guān)系為<，

故答案為：<。