题目内容

硼是广泛存在于自然界的非金属元素,硼及其化合物具有广泛的用途.
(1)工业上冶炼硼可用热还原法或电解法等
 ①试写出Mg还原B2O3的化学方程式
 
;
②电解熔融B2O3(非电解质)及助溶剂,电解总反应为:2B2O3═4B+3O2↑.则阴极的电极反应式为
 
;
(2)配平下列方程式:
 
 B+
 
 OH-+
 
 NO3---
 
 BO2-+
 
 NO2-+
 

(3)无机物B3N3H6是一种平面结构分子,有两种化学环境不同的氢,核磁共振硼谱显示只有一种化学环境的B,其结构和性质与苯十分相似该无机物的结构式可能为
 
;
(4)0.1mol/LNa2[B4O5(OH)4]溶液pH约为9.6,能水解生成H3BO3和B(OH)4-.
①则Na2[B4O5(OH)4]水解反应的离子方程式为
 
;
②硼酸溶液电离出B(OH)4-的电离方程式为
 
;
③Na2[B4O5(OH)4]溶液中c(H3BO3)
 
c[B(OH)4-](选填:“>”、“<”、“=”)
考点:电解原理,离子方程式的书写,氧化还原反应方程式的配平
专题:
分析:(1)①Mg还原B2O3生成硼和氧化镁;
②电解时阴极发生还原反应,据反应前后化合价变化书写;
(2)B由0价升高到BO2-的+3价,NO3-中的氮由+5价降到NO2-中的氮由+3价,根据得失电子守恒配平;
(3)B和N都是三键结构,B3N3H6是平面结构分子,有两种化学环境不同的氢,11BNMR谱只有一组峰,和苯环类似,以此推断;
(4)Na2[B4O5(OH)4]溶液pH约为9.6,能水解生成H3BO3和B(OH)4-,可据原子守恒写出①②的方程式;据Na2[B4O5(OH)4]溶液pH约为9.6,能水解生成H3BO3和B(OH)4-,结合②可知,H3BO3电离除生成B(OH)4-外还生成H+,会导致c(H+)增大,而溶液显碱性,应是B(OH)4-减少,水解生成B(OH)3和OH-.
解答: 解:(1)①Mg还原B2O3生成硼和氧化镁,方程式为:B2O3+3Mg=2B+3MgO,故答案为:B2O3+3Mg=2B+3MgO;
②电解时阴极发生还原反应,生成B的反应为:B2O3+6e-═2B+3O2-,故答案为:B2O3+6e-═2B+3O2-;
(2)B由0价升高到BO2-的+3价,NO3-中的氮由+5价降到NO2-中的氮由+3价,根据得失电子守恒,则B×2,NO3-×3,所配的方程式为2B+2OH-+3NO3-═2BO2-+3NO2-+H2O,故答案为:2;2;3;2;3;H2O;
(3)B和N都是三键结构,B3N3H6是平面结构分子,有两种化学环境不同的氢,11BNMR谱只有一组峰,和苯环类似,N与B之间单双键交替,结构为
,故答案为:;
(4)①Na2[B4O5(OH)4]能水解生成H3BO3和B(OH)4-,可据原子守恒和电荷守恒写出其水解方程式:B4O5(OH)42-+5H2O=2H3BO3+2B(OH)4-,
故答案为:B4O5(OH)42-+5H2O=2H3BO3+2B(OH)4-;
②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+;
③Na2[B4O5(OH)4]溶液pH约为9.6,能水解生成H3BO3和B(OH)4-,硼酸电离显酸性,四羟基和硼酸根离子水解显碱性,可见水解程度大,所以c(H3BO3)大,
故答案为:>.
点评:本题考查角度独到,有一定难度,特别是(3)的③,水解后产物水解导致溶液显碱性,不太适合学生练习.
练习册系列答案
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化学兴趣小组设计实验,测定Na2CO3与NaHCO3混合物中Na2CO3的质量分数.
甲方案:
实验步骤为:①称量空坩埚的质量为m1 g;②称量装有试样的坩埚质量为m2g;③加热;④冷却;⑤称量坩埚和残余物的质量为m3 g;⑥重复③至⑤操作,直至恒重,质量为m4g.
(1)坩埚中发生反应的化学方程式为
 
.
(2)计算Na2CO3质量分数必须用到的测定数据为
 
.
乙方案:
在天平上准确称取0.3200g样品,放入锥形瓶中,加入适量水溶解,滴入2滴酚酞试液,用0.100 0mol?L-1的标准盐酸滴定至溶液由粉红色刚好变为无色(发生的反应为H++CO32-=HCO3-).重复上述操作两次.
(3)根据下表数据,样品中w(Na2CO3)=
 
.
滴定
次数
样品的质量/g稀盐酸的体积/mL
滴定前刻度/mL滴定后刻度/mL
10.320 01.0221.03
20.320 02.0021.99
30.320 00.2020.20
(4)如果滴定后俯视读数,w(Na2CO3)
 
(填“偏高”、“偏低”或“不受影响”).
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(5)某同学按以下方法检查装置A的气密性:在分液漏斗中加入适量水,如图连接好装置,关闭止水夹a,用止水夹夹住橡皮管c,打开活塞b.若分液漏斗中的水无法持续滴下,试判断装置A是否漏气?
 
(填“漏气”、“不漏气”或“无法确定”).
(6)为了提高测定的准确性,应选用装置A和
 
(填写字母标号)进行实验.

(7)实验时还需要知道的物理量是
 
.

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