Question

【题目】NaBH4容易与H+反应产生氢气而成为储氢材料研究的热点。以硼酸为原料制备NaBH4的一种工艺流程如下图所示：

已知: ①H3BO3电离：H3BO3+H2O[B(OH)4]-+H+

②反应1: H3BO3+3CH3OH B(OCH3)3+3H2O

③反应2:B(OCH3)3+4NaH= NaBH4+ 3CH3ONa

(1)H3BO3是____元酸，NaH的电子式为_______________。

(2)NaBH4与水剧烈反应放出H2。反应的化学方程式为________________。

(3)反应1属于______(填有机反应类型)，反应过程中蒸出B(OCH3)3的目的是__________。

(4)“水解”时产生的大量NaOH，减缓了NaBH4与水的反应。在该步骤中，与水反应生成大量NaOH的物质是_________。

(5)“分离”后得到NaBH4的异丙醇溶液。操作甲是_____________。

(6)上述流程中可以循环使用的物质是____________。

(7)以惰性电极电解Na[B(OH)4]与NaOH 混合溶液也能制得NaBH4。阴极的电极反应式为___。

Answer 1

【答案】 一 NaBH4＋4H2O＝Na[B(OH)4]＋4H2↑ 取代（或酯化）反应 降低生成物的浓度，有利于反应1向正反应方向移动 CH3ONa、NaH 蒸馏 CH3OH、异丙醇 [B(OH)4] －＋8e－＋4H2O＝BH4-＋8OH－

【解析】考查化学工艺流程，（1）判断某酸属于几元酸，看电离出H＋的个数，根据信息①，H3BO3只能电离出一个H＋，因此H3BO3属于一元酸；NaH中Na显＋1价，H显－1价，NaH属于离子化合物，因此NaH的电子式为；（2）NaBH4中Na显＋1价，B显＋3价，H显－1价，H2O的H显＋1价，因此发生化学方程式为NaBH4＋4H2O=NaB(OH)4＋4H2↑；（3）根据信息②，CH3OH属于醇，H3BO3属于含氧酸，因此CH3OH与H3BO3发生取代反应或酯化反应；信息②，反应1属于可逆反应，蒸出B(OCH3)3，降低生成物的浓度，促使反应向正反应方向进行，提高原料的利用；（4）反应2中加入NaH，水解时加入H2O，因此NaH与H2O反应：NaH＋H2O=NaOH＋H2↑，CH3ONa＋H2O=CH3OH＋NaOH，因此该步骤中，与水反应生成大量的NaOH的物质是NaH和CH3ONa；（5）NaHB4的异丙醇溶液，它们互为混合，利用其沸点不同，采用蒸馏的方法进行分离；（6）根据流程，循环使用的物质是CH3OH和异丙醇；（7）制备NaBH4，H的化合价降低，在阴极上得到电子，因此阴极反应式为[B(OH)4] －＋8e－＋4H2O＝BH4－＋8OH－。