Question

7．硼（B）及其化合物在工业上有许多用途．以铁硼矿（主要成分为Mg₂B₂O₅•H₂O和Fe₃O₄，还有少量Fe₂O₃、FeO、CaO、Al₂O₃和难溶性SiO₂等）为原料制备硼酸（H₃BO₃）的工艺流程如图所示：

已知：①Mg₂B₂O₅•H₂O+2H₂SO₄═2MgSO₄+2H₃BO₃
②CaSO₄微溶于水
③H₂O₂溶液可将Fe²⁺氧化为Fe³⁺
④Fe³⁺、Fe²⁺、Al³⁺以氢氧化物形式开始沉淀和完全沉淀时的pH如表：

	开始沉淀	完全沉淀
Fe3+	1.14	3.0
Fe2+	5.85	8.35
Al3+	3.0	4.7

请回答下列问题：
（1）利用四氧化三铁（填物质名称）的磁性，可将该物质直接从“铁硼矿粉”中分离．
（2）酸浸时，矿粉中的金属氧化物会和酸反应，试写出Fe₂O₃酸浸时的化学反应方程式．Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O
（3）为了提高浸出速率（即加快反应速率），除适当增加硫酸浓度外，还可采取的措施有粉碎矿石或者加热等（写出一条）．
（4）操作a为过滤，“浸渣”中含有CaSO₄和SiO₂（填物质化学式）．
（5）“净化除杂”需先加H₂O₂溶液，然后再调节溶液的pH约为5，目的是将亚铁离子转化为铁离子，进一步将铁离子和铝离子通过控制pH为5使之完全沉淀．
（6）制得的粗硼酸中的主要杂质为Na₂SO₄（填物质化学式）．

Answer 1

分析 根据给出的转化关系对应的过程分析每个对应的问题，或者直接分析每个问题，从给出的信息中找对应的信息．

解答 解：
（1）由于四氧化三铁有磁性所以对应的矿石叫磁铁矿，所以可以利用四氧化三铁的磁性，可将该物质直接从“铁硼矿粉”中分离．
（2）酸浸时，矿粉中的金属氧化物会和酸反应，Fe₂O₃酸浸时是氧化铁和硫酸反应生成硫酸铁和水，对应的化学反应方程式为：Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O
（3）为了提高浸出速率（即加快反应速率），除适当增加硫酸浓度外，由于接触面积越大反应越快，所以可以将矿石粉碎．同时温度越高，反应越快，所以也可以加热加速反应的进行．所以可采取的措施有粉碎矿石或者加热等．
（4）操作a是固液分离，为过滤．“浸渣”中含有氧化钙和硫酸反应生成的CaSO₄以及原物质含有的不溶于硫酸的 SiO₂．
（5）“净化除杂”需先加H₂O₂溶液，然后再调节溶液的pH约为5，目的是将亚铁离子转化为铁离子，进一步将铁离子和铝离子通过控制pH为5使之完全沉淀．
（6）由于过程加入了硫酸进行酸浸以及调节pH用到氢氧化钠，制得的粗硼酸中的主要杂质为 Na₂SO₄．
故答案为：
（1）四氧化三铁．
（2）Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O
（3）粉碎矿石或者加热等（写出一条）．
（4）过滤； SiO₂．
（5）将亚铁离子转化为铁离子，进一步将铁离子和铝离子通过控制pH为5使之完全沉淀．
（6）Na₂SO₄．

点评 读图，从中获得解答题目所需的信息，所以在解答题目时先看解答的问题是什么，然后带着问题去读给出的图进而去寻找解答有用的信息，这样提高了信息扑捉的有效性．解答的问题实际上与复杂的转化图相比，其实很简单很基础，或者可以说转化图提供的是情境，考查基本知识．