Question

【题目】硼是动植物所必须的微量元素，其单质和化合物广泛应用于冶金、机械、化工、核工业、医药、农业等部门。利用硼镁矿(主要成分为Mg2B2O3·5H2O)制取制硼酸、金属镁及粗硼的工艺流程图如下:

已知:①硼砂为Na2B4O7·10H2O

②硼酸(H3BO3)是一种可溶于水的一元弱酸，与过量的NaOH反应生成Na[B(OH)4]

③硼酸在不同温度下的溶解度:

温度(℃)	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）粉碎硼铁矿的目的是:______________；Mg2B2O5·H2O中B的化合价为:______价。

（2）滤渣的主要成分是: ________

（3）硼酸的电子式: ________；写出硼酸在水中电离的方程式: ________________；

（4）X为硼酸晶体加热完全脱水后的产物，其与Mg反应制取粗硼的化学方程式为: ________；

（5）硼砂溶于90℃热水后，常用稀硫酸调pH至2~3(酸性)制取HBO3晶体，该反应的离子方程式为: ________________；从上述溶液中获得H3BO3晶体的操作: ________________。

Answer 1

【答案】 增大接触面积，加快反应速率，使反应充分进行，提高原料利用率(答到其中两点即可得分) +3 Mg(OH)2 H3BO3 + H2O[B(OH)4]-+ H+ 3Mg+B2O32B+3MgO B4O72-+2H++5H2O=4H3BO3 蒸发浓缩、冷却结晶、过滤

【解析】（1）粉碎硼铁矿的目的是增大反应物接触面积，加快反应速率，使反应充分进行，提高原料利用率；Mg2B2O5·H2O中Mg是+2价，O是－2价，根据正负价代数和为0可知B的化合价为+3价。（2）滤渣能与盐酸反应生成氯化镁，因此主要成分是Mg(OH)2；（3）硼酸是共价化合物，电子式为；硼酸(H3BO3)是一种可溶于水的一元弱酸，与过量的NaOH反应生成Na[B(OH)4]，则硼酸在水中电离的方程式为H3BO3+H2O[B(OH)4]-+H+；（4）X为硼酸晶体加热完全脱水后的产物，根据B的化合价可知X化学式为B2O3，与Mg反应制取粗硼的化学方程式为3Mg+B2O32B+3MgO；（5）硼砂溶于90℃热水后，常用稀硫酸调pH至2～3(酸性)制取HBO3晶体，该反应的离子方程式为B4O72-+2H++5H2O=4H3BO3；硼酸的溶解度随温度的升高而增大，则从上述溶液中获得H3BO3晶体的操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。