题目内容
【题目】硼酸(H3BO3)为白色粉末状结晶,大量用于玻璃工业,可以改善玻璃制品的耐热、透明性能,提高机械强度,缩短熔融时间。以铁硼矿(主要成分为Mg2B2O5·H2O和Fe3O4,还有少量Fe2O3、FeO、Al2O3和SiO2等)为原料制备硼酸的工艺流程如下(部分操作和条件略):
I.向铁硼矿粉中加入过量稀H2SO4,过滤;
Ⅱ.向滤液中加入过量双氧水,再调节溶液的pH约为5;
Ⅲ.过滤,将所得滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得粗硼酸和含镁盐的母液;
Ⅳ.粗硼酸精制得硼酸。
已知:生成氢氧化物沉淀的pH
Al(OH)3 | Fe(OH)2 | Fe(OH)3 | Mg(OH)2 | |
开始沉淀时 | 3.8 | 5.8 | 2.2 | 10.6 |
完全沉淀时 | 4.7 | 8.3 | 4.0 | 12 |
注:金属离子的起始浓度为0.01 mol·L-1
请回答:
(1)写出Mg2B2O5·H2O与硫酸反应的化学方程式:___________。
(2)为提高步骤I中的反应速率,可采取的措施有_________________(写出两条)。
(3)步骤Ⅱ的目的是_______________________。
(4)“粗硼酸”中的主要杂质是 ___________________。
【答案】(1)Mg2B2O5·H2O+2H2SO4=2MgSO4+2H3BO3;
(2)升高温度、适当增大硫酸的浓度或减小铁硼矿粉的粒径等;
(3)将Fe2+氧化为Fe3+,使Al3+和Fe3+沉淀完全;(4)MgSO4 。
【解析】
试题分析:(1)根据铁硼矿的成分以及强酸制取弱酸,发生的反应有:Mg2B2O5·H2O + 2H2SO4 = 2MgSO4 + 2H3BO3 ,Fe3O4 + 4H2SO4 = FeSO4 + Fe2(SO4)3 + 4H2O ,Fe2O3 + 3H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 3H2O ,FeO + H2SO4 = FeSO4 + H2O ,Al2O3 + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3H2O;(2)根据影响化学反应速率的因素,可以提高温度、适当增加硫酸溶液的浓度、减小铁硼矿粉的粒径等;(3)根据生成氢氧化物沉淀的pH,加入双氧水的目的,把Fe2+氧化成Fe3+,然后调节pH使Al3+和Fe3+转化成Al(OH)3和Fe(OH)3,除去杂质;(4)根据流程以及(1)的反应,含有杂质为MgSO4。
【题目】X、Y、Z、W为四种短周期元素,它们在周期表中的位置如图所示。Z元素原子核外第一层与第三层电子数相等。下列说法不正确的是( )
X | Y | |||
Z | W |
A.与相同浓度的盐酸反应,Z单质比W单质更剧烈
B.Y元素可以形成多种具有漂白性的化合物
C.Y与Z、Y与W价形成的化合物含有的化学键类型相同
D.四种元素的离子半径大小为Z>W>X>Y