题目内容
7.硼和铝位于同一主族,它们可以形成许多组成和性质类似的化合物.一种用硼镁矿(Mg2B2O5•H2O)制取单质硼的工艺流程图如下:回答下列问题:
(1)Mg2B2O5•H2O中B的化合价为+3.
(2)溶液b中溶质的化学式为NaHCO3.
(3)用pH试纸测溶液pH的操作方法是把一小块pH试纸放在表面皿(或玻璃片)上,用蘸有待测溶液的玻璃棒点在试纸的中部,试纸变色后与标准比色卡比较.
(4)写出Mg2B2O5•H2O与盐酸反应的化学方程式:Na2B4O7•10H2O+2HCl=2NaCl+5H2O+4H3BO3.
(5)制得的粗硼在一定条件下生成BI3,BI3加热分解可以得到纯净的单质硼.现将0.0200g粗硼制成的BI3完全分解,生成的I2用0.3000mo1.•L-1Na2S2O3溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液15.00mL.(已知:I2+2S2O32-=2I-+S4O62-)
①滴定操作中指示剂通常为淀粉溶液.
②该粗硼样品的纯度为82.5%.
③若滴定管在使用前未用Na2S2O3标准溶液润洗,测得样品的纯度将偏高(填“偏高”、“偏低”或“无影响”).
(6)请仿照如图形式设计从沉淀a中获得单质Mg的流程图(提示:在箭头上方或下方标出所用试剂或实验操作).
分析 根据硼和铝位于同一主族,它们可以形成许多组成和性质类似的化合物,则硼镁矿与氢氧化钠溶液反应生成NaBO2、Mg(OH)2固体和水,过滤得沉淀a为Mg(OH)2固体,溶液a为NaBO2溶液,通入过量的二氧化碳,得到Na2B4O7•10H2O与为NaHCO3,过滤分离,得溶液b中溶质的化学式为NaHCO3,由于硼酸的酸性小于盐酸,符合复分解反应由强酸制弱酸的原理,且硼酸的溶解度较小,故Na2B4O7•10H2O晶体与盐酸反应得到硼酸,硼酸晶体加热分解得到B2O3,最后用Mg还原得到粗硼.
(1)根据化合价代数和为0计算B元素化合价;
(2)由上述分析可知,通入过量二氧化碳,则得溶液b为NaHCO3;
(3)把一小块pH试纸放在表面皿(或玻璃片)上,用蘸有待测溶液的玻璃棒点在试纸的中部,试纸变色后与标准比色卡比较;
(4)Na2B4O7•10H2O与盐酸反应根据强酸制弱酸的原理生成氯化钠、水和硼酸;
(5)①根据淀粉与碘单质显示蓝色判断;
②根据反应方程式及滴定数据计算出粗硼中硼的含量;
③若滴定管在使用前未用Na2S2O3标准溶液润洗,则测得Na2S2O3标准溶液体积偏大,据此分析;
(6)要想获得单质Mg即电解熔融MgCl2固体,所以先将沉淀a为Mg(OH)2固体,加浓盐酸蒸发结晶得MgCl2•6H2O晶体,因为MgCl2•6H2O受热易水解生成氢氧化镁,所以在HCl的气流中加热得到MgCl2固体,据此解答.
解答 解:(1)根据化合价代数和为0,可知Mg2B2O5•H2O中B的化合价为+3,故答案为:+3;
(2)由上述分析可知,通入过量二氧化碳,则得溶液b为NaHCO3,故答案为:NaHCO3;
(3)用pH试纸测溶液pH的操作方法是把一小块pH试纸放在表面皿(或玻璃片)上,用蘸有待测溶液的玻璃棒点在试纸的中部,试纸变色后与标准比色卡比较;故答案为:把一小块pH试纸放在表面皿(或玻璃片)上,用蘸有待测溶液的玻璃棒点在试纸的中部,试纸变色后与标准比色卡比较;
(4)Na2B4O7•10H2O与盐酸反应根据强酸制弱酸的原理生成氯化钠、水和硼酸,反应方程式为:Na2B4O7•10H2O+2HCl=2NaCl+5H2O+4H3BO3,
故答案为:Na2B4O7•10H2O+2HCl=2NaCl+5H2O+4H3BO3;
(5)①滴定过程中有碘单质参与,可以使用淀粉溶液作为指示剂;故答案为:淀粉溶液;
②硫代硫酸钠的物质的量为:0.3mol/L×0.015L=0.0045mol,根据关系式:B~BI3~$\frac{3}{2}$I2~3S2O32-,n(B)=$\frac{1}{3}$n(S2O32-)=0.0015mol,
硼的质量为:11g/mol×0.0015mol=0.0165g,粗硼中硼的含量为:$\frac{0.0165g}{0.02g}$×100%=82.5%,
故答案为:82.5%;
③若滴定管在使用前未用Na2S2O3标准溶液润洗,则测得Na2S2O3标准溶液体积偏大,所以根据B~BI3~$\frac{3}{2}$I2~3S2O32-,样品的纯度将偏高,故答案为:偏高;
(6)沉淀a为Mg(OH)2固体,加浓盐酸蒸发结晶得MgCl2•6H2O晶体,因为MgCl2•6H2O受热易水解生成氢氧化镁,所以在HCl的气流中加热得到MgCl2固体,最后再电解熔融MgCl2固体得到镁,所以从沉淀a中获得单质Mg的流程图为
,
故答案为:
.
点评 本题考查化学制备方案,理解工艺流程原理是解题关键,侧重对化学用语的考查,需要学生具备扎实的基础与灵活运用的能力,题目难度中等.
| 物质 | 乙醛 | 乙酸 | 甘油 | 乙二醇 | 水 |
| 沸点 | 20.8℃ | 117.9℃ | 290℃ | 197.2℃ | 100℃ |
(1)试管A内在60℃~80℃时发生的主要反应的化学方程式为(注明反应条件)2CH3CHO+O2$\stackrel{60℃-80℃}{→}$2CH3COOH;
(2)如图所示在实验的不同阶段,需要调整温度计在试管A内的位置.在实验开始时温度计水银球的位置应在试管A的反应液中,目的是控制反应温度为60℃~80℃;当试管A内的主要反应完成后,应进行蒸馏操作,温度计水银球的位置应在在试管A的支管口处.
(3)烧杯B内盛装的液体可以是甘油(写出一种即可).
(4)若想检验试管C中是否含有产物乙酸,在下列所提供的药品或用品中,可以使用的是ab.(填字母)
a.pH试纸 b.碳酸氢钠粉末
c.红色石蕊试纸 d.银氨溶液.
| A. | 1mol水的质量为18g/mol | |
| B. | 标准状况下,3.01×1023个CO2分子的质量为22g | |
| C. | 标准状况下,1mol任何物质体积约为22.4 L | |
| D. | 二氧化硫的摩尔质量是64 g |
| A. | Na2O、CaO、Al2O3均为碱性氧化物 | |
| B. | 液溴不导电,所以液溴是非电解质 | |
| C. | 12C与13C的核外电子排布方式相同,化学性质相同 | |
| D. | 只含共价键的物质一定是共价化合物 |
| A. | 明矾净水:Al3++3H2O=Al(OH)3↓+3H+ | |
| B. | 用过量氨水吸收工业尾气中的SO2:2NH3•H2O+SO2=2NH4++SO32-+H2O | |
| C. | 用CuCl2溶液做导电实验,灯泡发光:CuCl2$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$Cu2++2C1- | |
| D. | 用高锰酸钾标准溶液滴定草酸:2MnO4-+16H++5C2O42-=2Mn2++10CO2↑+8H2O |
| A. | 油脂 | B. | 阿司匹林 | C. | 矿物质 | D. | 维生素 |
| A. | 丁达尔效应可用于鉴别胶体和溶液 | |
| B. | 胶体粒子的直径在1~100 nm之间 | |
| C. | 胶体一定是混合物 | |
| D. | 将FeCl3稀溶液溶于冷水即可制得Fe(OH)3胶体 |
| A. | 常温下,1 mol•L-1的NH4NO3溶液中含有氮原子的数目为2 NA | |
| B. | 22.4L氯气通入足量氢氧化钠溶液中充分反应,转移的电子数为NA | |
| C. | 标准状况下,5.6 L四氯化碳含有的分子数为0.25NA | |
| D. | 4.6gNa完全转化成Na2O和Na2O2的混合物,生成物中阴离子总数为0.1NA |