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．

练习册系列答案
相关题目
17．乙醛在催化剂存在的条件下，可以被空气氧化成乙酸．依据此原理设计实验制得并在试管C中收集到少量乙酸溶液（如图所示：试管A中装有40%的乙醛水溶液、氧化铜粉末；试管C中装有适量蒸馏水；烧杯B中装有某液体）．已知在60℃～80℃时用双连打气球鼓入空气即可发生乙醛的氧化反应，连续鼓入十几次反应基本完全．有关物质的沸点见表：
物质乙醛乙酸甘油乙二醇水
沸点20.8℃117.9℃290℃197.2℃100℃
请回答下列问题：
（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℃}{→}$2CH3COOH；
（2）如图所示在实验的不同阶段，需要调整温度计在试管A内的位置．在实验开始时温度计水银球的位置应在试管A的反应液中，目的是控制反应温度为60℃～80℃；当试管A内的主要反应完成后，应进行蒸馏操作，温度计水银球的位置应在在试管A的支管口处．
（3）烧杯B内盛装的液体可以是甘油（写出一种即可）．
（4）若想检验试管C中是否含有产物乙酸，在下列所提供的药品或用品中，可以使用的是ab．（填字母）
a．pH试纸               b．碳酸氢钠粉末
c．红色石蕊试纸         d．银氨溶液．
18．下列说法中正确的是（　　）
A．1mol水的质量为18g/mol
B．标准状况下，3.01×1023个CO2分子的质量为22g
C．标准状况下，1mol任何物质体积约为22.4 L
D．二氧化硫的摩尔质量是64 g
15．下列与化学概念有关的说法正确的是（　　）
A．Na2O、CaO、Al2O3均为碱性氧化物
B．液溴不导电，所以液溴是非电解质
C．12C与13C的核外电子排布方式相同，化学性质相同
D．只含共价键的物质一定是共价化合物
2．下列实验的反应原理用离子方程式表示正确的是（　　）
A．明矾净水：Al3++3H2O=Al（OH）3↓+3H+
B．用过量氨水吸收工业尾气中的SO2：2NH3•H2O+SO2=2NH4++SO32-+H2O
C．用CuCl2溶液做导电实验，灯泡发光：CuCl2$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$Cu2++2C1-
D．用高锰酸钾标准溶液滴定草酸：2MnO4-+16H++5C2O42-=2Mn2++10CO2↑+8H2O
12．合理、丰富的营养是健康的保证．2004年安徽阜阳出现的“大头娃娃”事件就是因婴儿吃了缺乏营养成分的劣质奶粉造成的．下列物质中不属营养物质的是（　　）
A．油脂B．阿司匹林C．矿物质D．维生素
19．下列说法不正确的是（　　）
A．丁达尔效应可用于鉴别胶体和溶液
B．胶体粒子的直径在1～100 nm之间
C．胶体一定是混合物
D．将FeCl3稀溶液溶于冷水即可制得Fe（OH）3胶体
16．NA为阿伏伽德罗常数的值．下列说法正确的是（　　）
A．常温下，1 mol•L-1的NH4NO3溶液中含有氮原子的数目为2 NA
B．22.4L氯气通入足量氢氧化钠溶液中充分反应，转移的电子数为NA
C．标准状况下，5.6 L四氯化碳含有的分子数为0.25NA
D．4.6gNa完全转化成Na2O和Na2O2的混合物，生成物中阴离子总数为0.1NA
10．某温度时，在一个容积为2L的密闭容器中，X、Y、Z，三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示．根据图中数据，试填写下列空白：
（1）该反应的化学方程式为3X+Y?2Z；
（2）反应开始至2min，气体Z的反应速率为0.05mol•L-1•min-1；
（3）若X、Y、Z均为气体，反应达到平衡时：
①压强是开始时的0.9倍；
②若此时将容器的体积缩小为原来的 0.5倍，达到平衡时，容器内温度将降低（容器不与外界进行热交换），则该反应的正反应为吸热反应（填“放热”或“吸热”）．
（4）若X为固体、Y、Z为气体，计算该温度下的平衡常数$\frac{1}{45}$．

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网