Question

【题目】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（Mg2B2O5H2O）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、 ．
（2）写出步骤①的化学方程式 ．
（3）写出步骤②的离子方程式 ．
（4）步骤③中化学反应可以发生的原因是 ．
（5）过硼酸钠晶体（NaBO34H2O）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 ．

Answer 1

【答案】
（1）NaHCO3；Na2SO4
（2）Mg2B2O5?H2O+2NaOH=2NaBO2+2Mg（OH）2↓
（3）2Na++4BO2﹣+2CO2+11H2O=Na2B4O7?10H2O↓+2HCO3﹣
（4）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）NaBO3?3H2O
【解析】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Na2B4O710H2O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Na2B4O710H2O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 ，
所以答案是：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：Mg2B2O5H2O+2NaOH=2NaBO2+2Mg（OH）2 ，
所以答案是：Mg2B2O5H2O+2NaOH=2NaBO2+2Mg（OH）2；（3）NaBO2和二氧化碳反应生成Na2B4O710H2O和碳酸氢钠，离子方程式为2Na++4BO2﹣+2CO2+11H2O=Na2B4O710H2O↓+2HCO3﹣ ， 所以答案是：2Na++4BO2﹣+2CO2+11H2O=Na2B4O710H2O↓+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，
所以答案是：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（NaBO34H2O）的物质的量= =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= =0.2mol，则1molNaBO34H2O失去水1mol，则T2℃时所得晶体的化学式为NaBO33H2O，
所以答案是：NaBO33H2O；