[题目]硼及其化合物在化学工业中有诸多用途.请回答下列问题: (1)硼氢化钠NaBH4是硼的重要化合物.①NaBH4中B元素的化合价为 .工业上可利用硼酸甲酯B(OCH3)3与氢化钠NaH反应制备NaBH4.反应的另一种产物为甲醇钠(CH3ONa).该反应的化学方程式为 .③NaBH4与水反应生成NaBO2和H2.该反应生成的氧化产物与还原产物� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

【题目】硼及其化合物在化学工业中有诸多用途。请回答下列问题：

（1）硼氢化钠NaBH4是硼的重要化合物。

①NaBH4中B元素的化合价为______。

工业上可利用硼酸甲酯B(OCH3)3与氢化钠NaH反应制备NaBH4，反应的另一种产物为甲醇钠（CH3ONa），该反应的化学方程式为______。

③NaBH4与水反应生成NaBO2和H2，该反应生成的氧化产物与还原产物的物质的量之比为______。

（2）工业上以铁硼矿主要成分为Mg2B2O5·H2O和Fe3O4，还有少量、FeO、CaO、和等为原料制备单质B的工艺流程如图所示：

已知：

金属离子	Fe3+	Al3+
开始沉淀的pH	2.7	3.1
沉淀完全的pH	3.7	4.9

“浸出”时，将铁硼矿石粉碎的目的为______。

滤渣1的主要成分为______。

“净化除杂”时需先加H2O2溶液，其目的为______，然后再调节溶液的pH≈5.0的目的是______。

制得的粗硼在一定条件下能生成BI3，BI3加热分解可以得到纯净的单质硼。现将粗硼制成的BI3完全分解，生成的用0.30mol·L－1Na2S2O3溶液滴定至终点，消耗18.00mL Na2S2O3溶液。盛装Na2S2O3溶液应用______填“酸式”或“碱式”滴定管，该粗硼样品的纯度为______。

【答案】+3 4NaH+B(OCH3)3＝NaBH4+3CH3ONa 1:1 增大接触面积，加快反应速率 SiO2、CaSO4 将其中的氧化为使Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀、Al3＋转化为Al(OH)3沉淀而除去碱式 97.2%

【解析】

（1）①NaBH4中Na是+1价，H是－1价，则B元素的化合价，根据化合价代数和为0，得出B为+3价。

工业上可利用硼酸甲酯B(OCH3)3与氢化钠NaH反应制备NaBH4，反应的另一种产物为甲醇钠（CH3ONa），该反应的化学方程式为4NaH+B(OCH3)3＝NaBH4+3CH3ONa 。

③NaBH4与水反应生成NaBO2和H2，NaBH4＋2H2O＝NaBO2＋4H2↑，NaBH4中H被氧化，得到氧化产物，水中氢被还原，得到还原产物，该反应生成的氧化产物与还原产物的物质的量之比为1:1。

（2）以铁硼矿（主要成分为Mg2B2O5·H2O和Fe3O4，还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等）为原料制备硼酸（H3BO3），由流程可知，加硫酸溶解只有SiO2不溶，Mg2B2O5·H2O+2H2SO4＝2H3BO3+2MgSO4，CaO转化为微溶于水的CaSO4，“净化除杂”需先加H2O2溶液，将亚铁离子转化为铁离子，调节溶液的pH约为5，使铁离子、铝离子均转化为沉淀，则滤渣为氢氧化铝、氢氧化铁，然后蒸发浓缩、冷却结晶、过滤分离出H3BO3。

①“浸出”时，将铁硼矿石粉碎的目的为增大接触面积，加快反应速率。

②加硫酸溶解只有SiO2不溶，Mg2B2O5·H2O+2H2SO4＝2H3BO3+2MgSO4，CaO转化为微溶于水的CaSO4，利用Fe3O4的磁性，可将其从“浸渣”中分离。“浸渣”中还剩余的物质是SiO2、CaSO4，滤渣1的主要成分为SiO2、CaSO4。

③“净化除杂”需先加H2O2溶液，其目的为将其中的氧化为，然后再调节溶液的pH≈5.0的目的是使Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀、Al3＋转化为Al(OH)3沉淀而除去。

④Na2S2O3溶液呈碱性，应放在碱式滴定管中，硫代硫酸钠的物质的量为：0.30mol·L－1×0.018L=0.0054mol，根据关系式：B～BI3～I2～3S2O32－，则n（B）=n（S2O32－）=0.0018mol，硼的质量为：10.81g·mol－1×0.0018mol=0.01944g，粗硼中硼的含量为：×100%=97.2%。