题目内容

5．硼和铝位于同一主族，它们可以形成许多组成和性质类似的化合物．一种用硼镁矿（Mg2B2O5•H2O）制取单质硼的工艺流程图如图1：

结合流程图回答下列问题：
（1）溶液a、溶液b中溶质的化学式分别为NaHCO3、Na2SO4．
（2）写出步骤①的化学方程式Mg2B2O5•H2O+2NaOH=2NaBO2+2Mg（OH）2↓．
（3）写出步骤②的离子方程式2Na++4BO2-+2CO2+11H2O=Na2B4O7•10H2O↓+2HCO3-．
（4）步骤③中化学反应可以发生的原因是硼酸的酸性小于硫酸，符合复分解反应由强酸制弱酸的原理，且硼酸的溶解度较小，从溶液中析出有利于该反应的进行．
（5）过硼酸钠晶体（NaBO3•4H2O）是一种优良的漂白剂，在70℃以上加热会逐步失去结
晶水． 实验测得过硼酸钠晶体的质量随温度变化的情况如图2所示，则T2℃时所得晶体的化学式为NaBO3•3H2O．

分析 硼镁矿与氢氧化钠溶液反应，过滤除去杂质，NaBO2溶液中，通入过量的二氧化碳，得到Na2B4O7•10H2O与为NaHCO3，过滤分离，由于硼酸的酸性小于硫酸，符合复分解反应由强酸制弱酸的原理，且硼酸的溶解度较小，故Na2B4O7•10H2O晶体与硫酸反应得到硼酸，溶液b中含有硫酸钠，硼酸晶体加热分解得到B2O3，最后用Mg还原得到粗硼．
（1）由上述分析可知，第①步通入过量二氧化碳，则a为NaHCO3，第③步加入硫酸，b为Na2SO4；
（2）第①步为Mg2B2O5．H2O与氢氧化钠溶液反应生成NaBO2与Mg（OH）2；
（3）NaBO2和二氧化碳反应生成Na2B4O7•10H2O和碳酸氢钠；
（4）符合复分解反应由强酸制弱酸的原理；
（5）过硼酸钠晶体（NaBO3•4H2O）的物质的量=$\frac{30.8g}{154g/mol}$=0.2mol，T2℃质量变化为27.20g，质量变化30.8g-27.20g=3.6g，减少水的质量=$\frac{3.6g}{18g/mol}$=0.2mol，据此分析判断得到化学式；

解答 解：硼镁矿与氢氧化钠溶液反应，过滤除去杂质，NaBO2溶液中，通入过量的二氧化碳，得到Na2B4O7•10H2O与为NaHCO3，过滤分离，由于硼酸的酸性小于硫酸，符合复分解反应由强酸制弱酸的原理，且硼酸的溶解度较小，故Na2B4O7•10H2O晶体与硫酸反应得到硼酸，溶液b中含有硫酸钠，硼酸晶体加热分解得到B2O3，最后用Mg还原得到粗硼．
（1）由上述分析可知，第①步通入过量二氧化碳，则a为NaHCO3，第③步加入硫酸，b为Na2SO4，
故答案为：NaHCO3；Na2SO4；
（2）第①步为Mg2B2O5．H2O与氢氧化钠溶液反应生成NaBO2与Mg（OH）2，反应方程式为：Mg2B2O5•H2O+2NaOH=2NaBO2+2Mg（OH）2，
故答案为：Mg2B2O5•H2O+2NaOH=2NaBO2+2Mg（OH）2；
（3）NaBO2和二氧化碳反应生成Na2B4O7•10H2O和碳酸氢钠，离子方程式为2Na++4BO2-+2CO2+11H2O=Na2B4O7•10H2O↓+2HCO3-，故答案为：2Na++4BO2-+2CO2+11H2O=Na2B4O7•10H2O↓+2HCO3-；
（4）步骤③中化学反应可以发生的原因是：硼酸的酸性小于硫酸，符合复分解反应由强酸制弱酸的原理，且硼酸的溶解度较小，从溶液中析出有利于该反应的进行，
故答案为：硼酸的酸性小于硫酸，符合复分解反应由强酸制弱酸的原理，且硼酸的溶解度较小，从溶液中析出有利于该反应的进行；
（5）过硼酸钠晶体（NaBO3•4H2O）的物质的量=$\frac{30.8g}{154g/mol}$=0.2mol，T2°C质量变化为27.20g，质量变化30.8g-27.20g=3.6g，减少水的质量=$\frac{3.6g}{18g/mol}$=0.2mol，则1molNaBO3•4H2O失去水1mol，则T2℃时所得晶体的化学式为NaBO3•3H2O，
故答案为：NaBO3•3H2O；

点评 本题考查化学制备方案，图象分析判断和计算应用，理解工艺流程原理是解题关键，侧重对化学用语的考查，需要学生具备扎实的基础与灵活运用的能力，难度中等．

练习册系列答案
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14．下列说法正确的是（　　）
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A．常温下，28g C2H4含nA个碳碳双键
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