Question

【题目】硼镁泥是硼镁矿生产硼砂晶体(Na2B4O7·10H2O)时的废渣，其主要成分是MgO,还含有Na2B4O7、CaO、Fe2O3、FeO、MnO、SiO2等杂质。以硼镁泥为原料制取MgSO4·7H2O的工艺流程如下：

回答下列问题：

(1)Na2B4O7·10H2O中B的化合价为_______；Na2B4O7可制备强还原剂NaBH4,写出NaBH4的电子式：_______。

(2)滤渣A中除含有H3BO3外。还含有_______；加入硫酸时Na2B4O7发生反应的化学方程式为_______。

(3)滤渣B中含有不溶于稀盐酸,但加热时能溶于浓盐酸的黑色固体，写出生成黑色固体的离子方程式：_______;加入MgO的目的是_______。

(4)碱性条件下,阴极上电解NaBO2溶液也可制得硼氢化钠，其电极反应式为_______；“有效氢含量”(即：每克含氢还原剂的还原能力相当于多少克H2的还原能力)可用来衡量含氢还原剂的还原能力，则NaBH4的有效氢含量为_______(保留2位有效数字)。

Answer 1

【答案】 +3 SiO2 Na2B4O7+H2SO4+5H2O=Na2SO4+H3BO3↓ ClO-+Mn2++H2O=MnO2↓+Cl-+2H+ 调节溶液的pH,使Fe3+转化为氢氧化铁沉淀除去 BO2-+6H2O+8e-=BH4-+8OH- 0.21

【解析】试题分析：由题中信息可知，硼镁泥经硫酸浸取后过滤除去滤渣A，滤渣A主要含H3BO3和SiO2，滤液中主要含硫酸镁、硫酸亚铁、硫酸铁、硫酸锰、硫酸钙等等；滤液中加入次氯酸钠把亚铁离子氧化为铁离子、把锰离子氧化为二氧化锰，过滤除去滤渣B，滤渣B主要为二氧化锰；滤液以蒸发浓缩、趁热过滤，除去滤渣C（石膏），滤液以冷却结晶、过滤，即得到MgSO4·7H2O。

(1)Na2B4O7·10H2O中Na、H、O的化合价分别为+1、+1、-2，故B的化合价为+3； NaBH4为离子化合物，其由钠离子和硼氢根离子组成，其电子式为。

(2)滤渣A中除含有H3BO3外。还含有SiO2；加入硫酸时Na2B4O7发生反应的化学方程式为Na2B4O7+H2SO4+5H2O=Na2SO4+H3BO3↓。

(3)滤渣B中含有不溶于稀盐酸，但加热时能溶于浓盐酸的黑色固体，则此黑色固体是MnO2，生成黑色固体的离子方程式为ClO-+Mn2++H2O=MnO2↓+Cl-+2H+；加入MgO的目的是调节溶液的pH，使Fe3+水解转化为氢氧化铁沉淀除去。

(4)碱性条件下，阴极上电解NaBO2溶液也可制得硼氢化钠，其电极反应式为BO2-+6H2O+8e-=BH4-+8OH-；NaBH4作为还原剂时，其中H由-1价降低至+1，故1mol NaBH4可以失去8mol电子，相当于4mol H2的还原能力，故NaBH4的有效氢含量为0.21。