Question

13．硼及其化合物在生产生活中有着重要的应用．
（1）硼酸（H₃BO₃）是一元弱酸，在水溶液中会电离产生[B（OH）₄]^-离子，写出硼酸的电离方程式H₃BO₃+H₂O?B（OH）₄^-+H⁺．
（2）硼砂化学式为Na₂B₄O₇•l0H₂O，生产硼砂时的废渣是硼镁泥，其主要成分是MgO，还含有CaO、Al₂O₃、Fe₂O₃、FeO、MnO、B₂O₃、SiO₂等杂质．以硼镁泥为原料制取的七水硫酸镁在印染、造纸和医药等工业上都有广泛的应用．硼镁泥制取七水硫酸镁的工艺流程如下：

①硼酸与NaOH溶液反应可制得硼砂，该反应不是（填“是”或“不是”）氧化还原反应．
②滤渣B中含有不溶于稀盐酸的黑色固体，则滤渣B除含有Al（OH）₃之外还含有的成分有Fe（OH）₃、MnO₂（填化学式）；写出稀硫酸酸浸后的滤液生成B中黑色固体的离子方程式Mn²⁺+ClO^-+H₂O=MnO₂↓+2H⁺+Cl^-．
③趁热过滤的目的是防止硫酸镁在温度降低时结晶析出．
④上述操作1为蒸发浓缩、冷却结晶．
（3）NaBH₄^-“万能还原剂”，其在酸性条件下不能稳定存在，会产生一种气体，该气体电子式为H：H．
（4）设计实验证明：非金属性：硼＜碳向NaB（OH）₄溶液中通入二氧化碳气体发生反应生成硼酸，说明碳酸酸性大于硼酸，证明碳的非金属性大于硼．

Answer 1

分析 硼镁泥主要成份是MgO，还有CaO、Al₂O₃、Fe₂O₃、FeO、MnO、B₂O₃、SiO₂等杂质，加入硫酸，MgO、CaO、Al₂O₃、Fe₂O₃、FeO、MnO、B₂O₃都和硫酸反应，SiO₂不与硫酸反应，次氯酸钠具有强氧化性，加入的NaClO可与Mn²⁺反应生成MnO₂，把亚铁离子氧化成铁离子，加MgO调节pH，溶液pH升高，铁离子生成氢氧化铁沉淀，铝离子形成氢氧化铝沉淀，过滤，滤渣B含有Fe（OH）₃、Al（OH）₃、MnO₂，蒸发浓缩滤液，趁热过滤，滤渣C为硫酸钙晶体，滤液中含镁离子，除钙后，只剩镁离子，蒸发冷却结晶得到硫酸镁晶体．
（1）由信息可知为一元酸，H₃BO₃电离除生成B（OH）₄^-外还生成H⁺；
（2）①H₃BO₃与NaOH溶液反应生成Na₂B₄O₇•lOH₂O；
②滤渣B含有Fe（OH）₃、Al（OH）₃、MnO₂，黑色固体为二氧化锰；次氯酸钠具有强氧化性，加入的NaClO可与Mn²⁺反应生成MnO₂；
③温度较高时硫酸镁不会析出；
④蒸发浓缩滤液，趁热过滤，滤渣C为硫酸钙晶体，滤液中含镁离子，除钙后，只剩镁离子，蒸发冷却结晶得到硫酸镁晶体；
（3）NaBH₄“万能还原剂”，其在酸性条件下不能稳定存在，会产生一种气体，NaBH₄+3H₂O+HCl=H₃BO₃+4H₂↑+NaCl；
（4）非金属性越强最高价氧化物对应水化物的酸性越强．

解答 解：（1）硼酸电离出四羟基和硼酸根和氢离子，方程式为：H₃BO₃+H₂O?B（OH）₄^-+H⁺，
故答案为：H₃BO₃+H₂O?B（OH）₄^-+H⁺；
（2）①H₃BO₃与NaOH溶液反应生成Na₂B₄O₇•lOH₂O，其反应方程式为：4H₃BO₃+2NaOH+3H₂O=Na₂B₄O₇•lOH₂O，反应过程中无元素化合价的变化不是氧化还原反应，
故答案为：不是；
②滤渣B含有Fe（OH）₃、Al（OH）₃、MnO₂，稀硫酸酸浸后的滤液生成B中黑色固体为二氧化锰，NaClO溶液在加热条件下将溶液中的Mn²⁺氧化成MnO₂，反应的离子方程式为：Mn²⁺+ClO^-+H₂O=MnO₂↓+2H⁺+Cl^-，
故答案为：Fe（OH）₃、MnO₂；Mn²⁺+ClO^-+H₂O=MnO₂↓+2H⁺+Cl^-；
③温度较高时硫酸镁溶解度较大，硫酸钙的溶解度较小，温度越高，硫酸钙溶解度越小，可以采用蒸发浓缩，趁热过滤方法除去硫酸钙，可以防止硫酸镁在温度降低时结晶析出；
故答案为：防止硫酸镁在温度降低时结晶析出；
④蒸发浓缩滤液，趁热过滤，滤渣C为硫酸钙晶体，滤液中含镁离子，除钙后，只剩镁离子，蒸发冷却结晶得到硫酸镁晶体．
故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶；
（3）NaBH₄“万能还原剂”，其在酸性条件下不能稳定存在，会产生一种气体，NaBH₄+3H₂O+HCl=H₃BO₃+4H₂↑+NaCl，生成的氢气电子式为：H：H，
故答案为：H：H；
（4）由H₂CO ₃制备H₃BO₃可说明碳酸酸性强于硼酸，进而推知碳的非金属性比硼强，可以用测定溶液PH值的方法判断溶液酸性强弱，向NaB（OH）₄溶液中通入二氧化碳气体发生反应生成硼酸，说明碳酸酸性大于硼酸，证明碳的非金属性大于硼，故答案为：向NaB（OH）₄溶液中通入二氧化碳气体发生反应生成硼酸，说明碳酸酸性大于硼酸，证明碳的非金属性大于硼．

点评 本题考查物质制备工艺流程，为高考常见题型，涉及物质的分离与提纯、对原理与条件控制分析、盐类水解等，关键是对工艺流程理解，试题培养了学生的分析、理解能力及灵活应用所学知识的能力．