题目内容
【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 .
【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;