Question

【題目】硼和鋁位于同一主族，它們可以形成許多組成和性質類似的化合物。一種用硼鎂礦 (Mg2B2O5 H2O)制取單質硼的工藝流程圖如下：

結合流程圖回答下列問題：

（1）溶液a、溶液b中溶質的化學式分別為 、 。

（2）寫出步驟①的化學方程式 。

（3）寫出步驟②的離子方程式 。

（4）步驟③中化學反應可以發生的原因是 。

（5）過硼酸鈉晶體（NaBO3 4H2O)是一種優良的漂白劑，在 70℃以上加熱會逐步失去結晶水。實驗測得過硼酸鈉晶體 的質量隨溫度變化的情況如右圖所示，則T2℃時所得晶體的化學式為 。

Answer 1

【答案】（1）NaHCO3，Na2SO4；

（2）Mg2B2O5·H2O＋2NaOH=2NaBO2＋2Mg(OH)2↓；

（3）2Na＋＋4BO2－＋2CO2＋11H2O=Na2B2O7·10H2O↓＋2HCO3－；

（4）硼酸的酸性小于硫酸，符合復分解反應由強酸制弱酸的原理，且硼酸的溶解度較小，從溶液中析出有利于該反應的進行；（5）NaBO3·3H2O。

【解析】

試題分析：（1）因為通入過量的二氧化碳，根據流程圖，因此反應②中的離子反應方程式為：2Na＋＋4BO2－＋2CO2＋11H2O=Na2B2O7·10H2O↓＋2HCO3－，因此溶液a為NaHCO3；反應③的方程式為：Na2B4O7·10H2O＋H2SO4=4H3BO3＋5H2O＋Na2SO4，溶液b為Na2SO4；（2）根據流程圖，沉淀是氫氧化鎂，反應①的化學反應方程式為：Mg2B2O5·H2O＋2NaOH=2NaBO2＋2Mg(OH)2↓；（3）Na＋＋4BO2－＋2CO2＋11H2O=Na2B2O7·10H2O↓＋2HCO3－；

（4）硼酸的酸性小于硫酸，符合復分解反應由強酸制弱酸的原理，且硼酸的溶解度較小，從溶液中析出有利于該反應的進行；

（5）假設全部失去結晶水，固體的質量為30.8×82/154g=16.4g，因此T2失去部分結晶水，

NaBO3·4H2O=NaBO3·(4－n)H2O＋nH2O，

154 18n

30.8 (30.80－27.20)g

解得n=1，化學式為NaBO3·3H2O。