题目内容

【题目】硼氢化钠(NaBH4)具有优良的还原性,在有机化学和无机化学领域有着广泛的应用。利用硼精矿(主要成分为B2O3,含有少量Al2O3SiO2FeCl3制取NaBH4的流程如图:

已知:偏硼酸钠(NaBO2)易溶于水,不溶于醇,在碱性条件下稳定存在,回答下列问题:

(1)写出加快硼精矿溶解速率的措施______写一种

(2)操作1______,滤渣主要成分为______

(3)除硅铝步骤加入CaO而不加入CaCl2的原因有:①能将硅、铝以沉淀除去;②______

(4)氢化镁(MgH2)H元素的化合价为______MgH2NaBO2在一定条件下发生反应1,其化学方程式为:______

(5)如图在碱性条件下,在阴极上电解NaBO2也可制得硼氢化钠,写出阴极室的电极反应式______

(6)硼氢化钠是一种强还原剂,碱性条件可处理电镀废液中的硫酸铜制得纳米铜,从而变废为宝,写出该反应的离子方程式______

【答案】将硼精矿粉碎、搅拌、增大NaOH浓度、升温等 过滤 Fe(OH)3 提供碱性溶液抑制NaBO2水解 -1 2MgH2+ NaBO2= NaBH4+2MgO BO2-+6H2O+8e-= BH4-+8OH- 4Cu2++ BH4-+8OH-=4Cu+BO2-+6H2O

【解析】

硼精矿碱浸时,生成偏硼酸钠、偏铝酸钠、硅酸钠的混合液,氯化铁不溶于碱,则滤渣为氢氧化铁;向滤液中加入氧化钙,除去硅、铝元素,生成固体Na2O3CaOAl2O3nSiO2,过滤后,加入氢化镁,生成硼氢化钠和氧化镁。

(1)将硼精矿粉碎、搅拌、增大NaOH浓度、升温等都可以加快硼精矿溶解速率;

(2)根据以上分析,操作1为过滤,滤渣主要成分为Fe(OH)3

(3)因为在NaBO2溶液除去硅铝,NaBO2易溶于水,在碱性条件下稳定存在,所以除硅铝步骤加入CaO而不加入CaCl2的原因有:①能将硅、铝以沉淀除去;②提供碱性溶液抑制NaBO2水解;

(4)根据化合价代数和为0,则氢化镁(MgH2)H元素的化合价为-1MgH2NaBO2在一定条件下发生反应生成NaBH4MgO,则反应方程式为:2MgH2+ NaBO2= NaBH4+2MgO

(5)在阴极上电解NaBO2也可制得硼氢化钠,则阴极室BO2-得电子发生还原反应生成BH4-,则电极反应式为:BO2-+6H2O+8e-= BH4-+8OH-

(6)硼氢化钠是一种强还原剂,碱性条件可处理电镀废液中的硫酸铜制得纳米铜,则反应的离子方程式为:4Cu2++ BH4-+8OH-=4Cu+BO2-+6H2O

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【题目】TiCl4是制备钛及其化合物的重要中间体,可利用下列装置在实验室制备TiCl4(夹持装置略去) TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO

已知:①PdCl2溶液捕获CO时生成Pd单质;②相关数据如下表:

化合物

熔点/

沸点/

密度/gcm-3

溶解性

TiCl4

-25

136

1.5

能溶于有机溶剂:遇水分解生成难溶于水的物质

CCl4

-23

76.8

1.6

难溶于水

回答下列问题:

(1)装置A中连通管的作用是______;装置E中使用冰盐水浴的目的是_____________________

(2)按照气流由左到右的方向,上述装置合理的连接顺序为____________________ (填仪器接口字母);根据完整的实验装置进行实验,实验步骤如下:_____________ 装入药品;向装置A烧瓶中滴加适量浓盐酸,当观察到_________时,加热装置D中陶瓷管;装置E烧瓶中的液体量不再增加时,停止加热,充分冷却。

(3)装置C的作用为___________________

(4)装置F中发生反应的化学方程式为________________________

(5)制得的TiCl4中常含有少量CCl4 从混合液体中分离出TiCl4的操作名称为_______________

(6)利用如图所示装置测定产品纯度:称取w g TiCl4产品进行实验,向安全漏斗中加入适量蒸馏水,待四氯化钛充分反应后,将烧瓶和安全漏斗中的液体一并转入锥形瓶中,用氢氧化钠溶液调节至中性,滴加几滴0.1 molL-1K2CrO4溶液作指示剂,用cmol L-1 AgNO3标准溶液滴定至终点( Ag2CrO4为红棕色沉淀,可指示滴定终点),重复滴定两次,平均消耗标准溶液V mL

已知:TiCl4 +(2+x)H2O=TiO2xH2O↓+4HCl

①安全漏斗在本实验中的作用除加水外,还有___________

②根据上述数据计算该产品的纯度为__________(用含wcV的代数式表示)

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