题目内容

17．硼是工业生产和国防科技的重要原料，以铁硼矿（主要成分为Mg2B2O5•H2O和Fe3O4，含有少量A12O3和SiO2杂质）为原料．生产硼的流程如下：

请回答：
（1）Mg2B2O5•H2O中B元素的化合价为+3．
（2）“碳解”时生成Na2B4O7的离子方程式为2Mg2B2O5+CO32-+3CO2=B4O72-+H2O+4MgCO3．
（3）凋节溶液pH为5的目的为使铁离子、铝离子形成氢氧化物沉淀而除去．
（4）从滤液2中得到MgCl2时的操作方怯为将滤液蒸发浓缩、冷却结晶，过滤，洗涤，将晶体在干燥HCl的热气流中加热．
（5）制备B单质时，需适当补充Mg．理由为使B2O3充分反应．

分析 铁硼矿的主要成分为Mg2B2O5•H2O和Fe3O4，含有少量Al2O3和SiO2等，碳解得到Na2B4O7溶液，过滤分离，碳解发生反应：2Mg2B2O5•H2O+Na2CO3+3CO2=Na2B4O7+2H2O+4MgCO3．Na2B4O7溶液调节pH得到硼酸，加热分解得到B2O3．硼泥中含有MgCO3、Fe3O4、Al2O3、SiO2等，加入盐酸溶液，Al2O3、Fe3O4、MgCO3溶解，过滤，得到溶液中含有AlCl3、MgCl2、FeCl2、FeCl3，加H2O2溶液将亚铁离子氧化为铁离子，再调节溶液pH，使铝离子铁离子转化为沉淀过滤除去，滤液经过蒸发浓缩、冷却结晶得到MgCl2•6H2O，为防止氯化镁水解，在HCl环境下加热失去结晶水，最后电解熔融氯化镁得到Mg，Mg与B2O3反应得到B单质，据此分析．

解答 解：（1）Mg2B2O5•H2O中镁元素+2价，氧元素-2价，根据化合物中化合价的代数和为0，B元素化合价为+3价；
故答案为：+3；
（2）“碳解”时生成Na2B4O7的离子方程式为：2Mg2B2O5+CO32-+3CO2=B4O72-+H2O+4MgCO3；
故答案为：2Mg2B2O5+CO32-+3CO2=B4O72-+H2O+4MgCO3；
（3）凋节溶液pH为5的目的为使铁离子、铝离子形成氢氧化物沉淀而除去；
故答案为：使铁离子、铝离子形成氢氧化物沉淀而除去；
（4）滤液经过蒸发浓缩、冷却结晶得到MgCl2•6H2O，为防止氯化镁水解，故在HCl环境下加热失去结晶水得到MgCl2，操作为将滤液蒸发浓缩、冷却结晶，过滤，洗涤，将晶体在干燥HCl的热气流中加热；
故答案为：将滤液蒸发浓缩、冷却结晶，过滤，洗涤，将晶体在干燥HCl的热气流中加热；
（5）为使B2O3充分反应，制备B单质时，需适当补充Mg，故答案为：使B2O3充分反应．

点评 本题考查物质制备工艺流程，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．

练习册系列答案
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A．氧化铝刚玉坩埚B．铁坩埚C．石英坩埚D．陶瓷坩埚
9．有机物的结构可用“键线式”简化表示．CH3-CH=CH-CH3可简写为．有机物X的键线式为
①有机物X的分子式为：C8H8；核磁共振氢光谱有2峰，面积比为1：3．
②有机物Y是X的同分异构体，且属于芳香烃，Y在一定条件下发生聚合反应，写出其反应的化学方程式：．
③X与足量的H2在一定条件下反应可生成环状的饱和烃Z，Z的一氯代物有2种；Z的二氯代物有7种．
5．表为各物质中所含少量杂质以及除去这些杂质所选用的试剂或操作方法，正确的一组是（　　）
号序物质杂质除杂质应选用的试剂或操作方法
①KNO3KOH加入FeCl3溶液，并过滤
②FeSO4CuSO4加入足量铁粉后过滤
③O2CO2依次通过盛有浓硫酸和NaOH溶液的洗气瓶
④CaOCaCO3加入稀盐酸，再蒸发
A．①④B．②C．②④D．②③
12．实验室用干燥纯净的二氧化硫和氯气合成硫酰氯的装置如图所示（夹持仪器已省略）．

（1）仪器A的名称为球形冷凝管．
（2）仪器B中盛放的药品是碱石灰．
（3）实验时，装置丁中发生反应的离子方程式为ClO3-+5Cl-+6H+=3Cl2↑+3H2O．
（4）装置丙的作用为除去Cl2中的HCl．
（5）若缺少装置乙，则硫酰氯会水解，该反应的化学方程式为SO2Cl2+2H2O═H2SO4+2HCl．
（6）少量硫酰氯也可用氯磺酸（ClSO3H）分解获得，该反应的化学方程式为：2ClSO3H═H2SO4+SO2Cl2，次方法得到的产品中的杂质为硫酸．
①从分解产物中分离出硫酰氯的实验操作是蒸馏，该操作中需要使用的玻璃仪器是酒精灯、接液管、锥形瓶和蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管．
②请设计实验方案检验产品中有硫酸（可选试剂：稀盐酸、稀硝酸、BaCl2溶液、蒸馏水、紫色石蕊溶液）：取产物在干燥条件下加热至完全反应（或挥发或分解等），冷却后加水稀释；取少量溶液滴加紫色石蕊试液变红；再取少量溶液，加入BaCl2溶液产生白色沉淀，说明含有H2SO4．或取反应后的产物直接加BCl2溶液，有白色沉淀，再滴加紫色石蕊试液变红，说明含有H2SO4．
2．下列有关溶液组成的描述合理的是（　　）
A．弱碱性溶液中可能大量存在Na+、K+、Cl-、HCO3-
B．滴加石蕊呈红色的溶液可能大量存在K+、NH4+、Cl-、S2-
C．与Al反应能放出H2的溶液中可能大量存在：Fe2+、K+、NO3-、SO42-
D．漂白粉的水溶液可能大量存在Fe2+、Cl-、Ca2+、Na+
9．置换反应的通式可用如图表示，单质甲、乙和化合物A、B为中学常见物质，请回答下列问题：
（1）若化合物A常温下呈液态，化合物B的焰色反应呈黄色，则该反应的离子反应方程式为2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑
（2）工业上利用置换反应原理制备一种半导体材料，写出该反应的化学方程式SiO2+2C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+2CO↑
（3）若气体单质乙能在空气中燃烧，化合物B为黑色磁性晶体，写出该反应的化学方程式3Fe+4H2O（g）$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe3O4+4H2．
6．加入NaOH溶液后，溶液中哪种离子数目明显减少（　　）
A．Cl-B．Mg2+C．SO42-D．CO32-
7．下列关于现象的说法正确的是（　　）
A．向某溶液中加入氯水再滴加KSCN溶液，溶液呈红色，说明原溶液中含有Fe2+
B．取某溶液进行焰色反应，透过蓝色钻玻璃焰色为紫色，则原溶液的溶质一定是KNO3
C．向某溶液中加入BaCl2溶液，生成白色沉淀，再加入稀盐酸，沉淀不溶解，则原溶液不一定含有SO42-
D．往Na2CO3和NaHCO3溶液中滴加酚酞都变红，说明Na2CO3和NaHCO3都是碱

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