Question

【題目】【2015新課標1】硼及其化合物在工業上有許多用途。以鐵硼礦（主要成分為Mg2B2O5·H2O和Fe3O4，還有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)為原料制備硼酸(H3BO3)的工藝流程如圖所示：

回答下列問題：

（1）寫出Mg2B2O5·H2O與硫酸反應的化學方程式_____________。為提高浸出速率，除適當增加硫酸濃度濃度外，還可采取的措施有_________（寫出兩條）。

（2）利用 的磁性，可將其從“浸渣”中分離。“浸渣”中還剩余的物質是______（寫化學式）。

（3）“凈化除雜”需先加H2O2溶液，作用是_______。 然后再調節溶液的pH約為5，目的是________。

（4）“粗硼酸”中的主要雜質是 （填名稱）。

（5）以硼酸為原料可制得硼氫化鈉（NaBH4），它是有機合成中的重要還原劑，其電子式為_______。

（6）單質硼可用于生成具有優良抗沖擊性能硼鋼。以硼酸和金屬鎂為原料可制備單質硼，用化學方程式表示制備過程___________。

Answer 1

【答案】（1） Mg2B2O5·H2O+2H2SO42MgSO4+2H3BO3；減小鐵硼礦粉粒徑、提高反應溫度。

（2） Fe3O4； SiO2和CaSO4；

（3）將Fe2+氧化為Fe3+；使Al3+與Fe3+形成氫氧化物而除去。

（4）（七水）硫酸鎂

（5）

（6） 2H3BO3 B2O3+3HO B2O3+3Mg 3MgO+2B

【解析】（1）問寫化學方程式，是仿照堿式碳酸鹽和酸的反應，但是要先分析Mg2B2O5·H2O 中硼元素的化合價為+3價，聯系到流程圖最終產物可推知：硼元素變為H3BO3（H3BO3為弱酸，易溶于水）；這不是氧化還原反應，故鎂元素轉化為硫酸鎂。加快反應速率可以采用升溫等措施，增大固體顆粒的接觸面積也是中學常規。

（2）體系中有磁性只有Fe3O4，故填寫Fe3O4（中學所學反應可能困擾考生）。剩下的不溶物除了SiO2還有CaSO4。

（3）先將溶液中的Fe2+氧化為Fe3+，再調節溶液的pH可以除去溶液中的Al3+和Fe3+，這是高三經常訓練的除雜方法。

（4）題中講到含硫酸鎂的母液，應該容易想到硫酸鎂也會結晶析出，只是晶體含有七個結晶水不容易想到（從七水硫酸鋅，七水硫酸亞鐵聯想），講硫酸鎂晶體應該也可以。

（5）硼氫化鈉的電子式很不常規，電子式是由離子鍵和陰離子內部的共價鍵兩部分合成。

（6）做題時這樣想，這個反應的溫度應該比較高，所以H3BO3會分解，然后就是置換反應。再將化學方程式配平就好。