Question

【題目】硼是動(dòng)植物所必須的微量元素，其單質(zhì)和化合物廣泛應(yīng)用于冶金、機(jī)械、化工、核工業(yè)、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)等部門。利用硼鎂礦(主要成分為Mg2B2O3·5H2O)制取制硼酸、金屬鎂及粗硼的工藝流程圖如下:

已知:①硼砂為Na2B4O7·10H2O

②硼酸(H3BO3)是一種可溶于水的一元弱酸，與過(guò)量的NaOH反應(yīng)生成Na[B(OH)4]

③硼酸在不同溫度下的溶解度:

溫度(℃)	0	10	20	30	40	50	60	70	80	90
溶解度(g/100g水)	3	3	5	7	9	11	15	18	23	29

（1）粉碎硼鐵礦的目的是:______________；Mg2B2O5·H2O中B的化合價(jià)為:______價(jià)。

（2）濾渣的主要成分是: ________

（3）硼酸的電子式: ________；寫出硼酸在水中電離的方程式: ________________；

（4）X為硼酸晶體加熱完全脫水后的產(chǎn)物，其與Mg反應(yīng)制取粗硼的化學(xué)方程式為: ________；

（5）硼砂溶于90℃熱水后，常用稀硫酸調(diào)pH至2~3(酸性)制取HBO3晶體，該反應(yīng)的離子方程式為: ________________；從上述溶液中獲得H3BO3晶體的操作: ________________。

Answer 1

【答案】 增大接觸面積，加快反應(yīng)速率，使反應(yīng)充分進(jìn)行，提高原料利用率(答到其中兩點(diǎn)即可得分) +3 Mg(OH)2 H3BO3 + H2O[B(OH)4]-+ H+ 3Mg+B2O32B+3MgO B4O72-+2H++5H2O=4H3BO3 蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾

【解析】（1）粉碎硼鐵礦的目的是增大反應(yīng)物接觸面積，加快反應(yīng)速率，使反應(yīng)充分進(jìn)行，提高原料利用率；Mg2B2O5·H2O中Mg是+2價(jià)，O是－2價(jià)，根據(jù)正負(fù)價(jià)代數(shù)和為0可知B的化合價(jià)為+3價(jià)。（2）濾渣能與鹽酸反應(yīng)生成氯化鎂，因此主要成分是Mg(OH)2；（3）硼酸是共價(jià)化合物，電子式為；硼酸(H3BO3)是一種可溶于水的一元弱酸，與過(guò)量的NaOH反應(yīng)生成Na[B(OH)4]，則硼酸在水中電離的方程式為H3BO3+H2O[B(OH)4]-+H+；（4）X為硼酸晶體加熱完全脫水后的產(chǎn)物，根據(jù)B的化合價(jià)可知X化學(xué)式為B2O3，與Mg反應(yīng)制取粗硼的化學(xué)方程式為3Mg+B2O32B+3MgO；（5）硼砂溶于90℃熱水后，常用稀硫酸調(diào)pH至2～3(酸性)制取HBO3晶體，該反應(yīng)的離子方程式為B4O72-+2H++5H2O=4H3BO3；硼酸的溶解度隨溫度的升高而增大，則從上述溶液中獲得H3BO3晶體的操作為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾。