Question

2．Ⅰ氮化硼（BN）是一种重要的功能陶瓷材料，以天然硼砂为起始物，经过一系列反应可以得到BF₃和BN，如图所示：
请回答下列问题：
（1）由B₂O₃制备BF₃、BN的化学方程式依次是B₂O₃+3CaF₂+3H₂SO₄$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$2BF₃↑+3CaSO₄+3H₂O、B₂O₃+2NH₃$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$2BN+3H₂O；
（2）BN中B元素的化合价为+3；
Ⅱ工业上制取冰晶石（Na₃AlF₆）的化学方程式如下：2Al（OH）₃+12HF+3Na₂CO₃=2Na₃AlF₆+3CO₂↑+9H₂O
根据题意完成下列填空：
（3）反应物中有两种元素在元素周期表中位置相邻，下列能判断它们的金属性或非金属性强弱的是ac（选填编号）．
a．气态氢化物的稳定性         b．最高价氧化物对应水化物的酸性
c．单质与氢气反应的难易       d．单质与同浓度酸发生反应的快慢
（4）Na₂CO₃俗称纯碱，属于离子（填“离子”或“共价”）化合物．工业上制取纯碱的原料是氯化钠、二氧化碳和氨气．
（5）CO₂的结构式为O=C=O．

Answer 1

分析 本题是以天然硼砂为起始物，经过一系列反应得BF₃和BN的工业流程，涉及用化学方程式表示反应原理及BN中按元素非金属性的强弱及在元素周期表中的位置确定元素化合价，另外以冰晶石的制备原理，探究元素非金属性强弱比较、纯碱的分类及侯氏制碱法的原料等，据此可作答；
Ⅰ（1）由图可知B₂O₃与CaF₂和H₂SO₄反应即生成BF₃，同时还应该产生硫酸钙和水，结合原子个数守恒写出方程式；
（2）B的非金属性氮弱，B第ⅢA族元素；
Ⅱ（3）根据反应物中的元素可知，氧、氟元素位置相邻，则利用非金属性强弱的判断方法来解答；
（4）根据物质的构成微粒来分析晶体类型，根据侯氏制碱法来分析工业制取纯碱的原料；
（5）二氧化碳是非极性分子，由碳最外层4个电子，氧最外层6个电子，则二氧化碳的电子式为，据此再写出CO₂的结构式．

解答 解：Ⅰ（1）由工艺流程可知，B₂O₃与NH₃反应生成BN，根据原子守恒可知，还有水生成，反应方程式为：B₂O₃+3CaF₂+3H₂SO₄$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$2BF₃↑+3CaSO₄+3H₂O；B₂O₃+2NH₃$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$2BN+3H₂O，故答案为：B₂O₃+3CaF₂+3H₂SO₄$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$2BF₃↑+3CaSO₄+3H₂O；B₂O₃+2NH₃$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$2BN+3H₂O；
（2）B的非金属性比N弱，在BN中显正价，B第ⅢA族元素，故为+3价，故答案为：+3；
Ⅱ（3）该反应中的物质含有的元素有Al、O、H、F、Na、C，只有O、F元素相邻，因F的非金属性最强，则没有正价，也就没有最高价氧化物对应水化物，它们也不与酸反应，但可以利用气态氢化物的稳定性和单质与氢气反应的难易来判断O、F非金属性的强弱，故答案为：ac；
（4）因碳酸钠的构成微粒为钠离子和碳酸根离子，则碳酸钠的固体属于离子晶体，工业制纯碱是用氯化钠、二氧化碳和氨气反应，则原料为氯化钠、二氧化碳和氨气，故答案为：离子；氯化钠、二氧化碳和氨气；
（5）由CO₂的电子可知，C与O之间存在C=O键，其结构式为O=C=O，故答案为：O=C=O．

点评 本题考查元素周期表的位、构、性之间的关系，属基础性知识，难度较低，建议重视基础知识的复习，夯实基础才是答题之本．