Question

【題目】硼鎂泥是硼鎂礦生產硼砂晶體(Na2B4O7·10H2O)時的廢渣，其主要成分是MgO,還含有Na2B4O7、CaO、Fe2O3、FeO、MnO、SiO2等雜質。以硼鎂泥為原料制取MgSO4·7H2O的工藝流程如下：

回答下列問題：

(1)Na2B4O7·10H2O中B的化合價為_______；Na2B4O7可制備強還原劑NaBH4,寫出NaBH4的電子式：_______。

(2)濾渣A中除含有H3BO3外。還含有_______；加入硫酸時Na2B4O7發生反應的化學方程式為_______。

(3)濾渣B中含有不溶于稀鹽酸,但加熱時能溶于濃鹽酸的黑色固體，寫出生成黑色固體的離子方程式：_______;加入MgO的目的是_______。

(4)堿性條件下,陰極上電解NaBO2溶液也可制得硼氫化鈉，其電極反應式為_______；“有效氫含量”(即：每克含氫還原劑的還原能力相當于多少克H2的還原能力)可用來衡量含氫還原劑的還原能力，則NaBH4的有效氫含量為_______(保留2位有效數字)。

Answer 1

【答案】 +3 SiO2 Na2B4O7+H2SO4+5H2O=Na2SO4+H3BO3↓ ClO-+Mn2++H2O=MnO2↓+Cl-+2H+ 調節溶液的pH,使Fe3+轉化為氫氧化鐵沉淀除去 BO2-+6H2O+8e-=BH4-+8OH- 0.21

【解析】試題分析：由題中信息可知，硼鎂泥經硫酸浸取后過濾除去濾渣A，濾渣A主要含H3BO3和SiO2，濾液中主要含硫酸鎂、硫酸亞鐵、硫酸鐵、硫酸錳、硫酸鈣等等；濾液中加入次氯酸鈉把亞鐵離子氧化為鐵離子、把錳離子氧化為二氧化錳，過濾除去濾渣B，濾渣B主要為二氧化錳；濾液以蒸發濃縮、趁熱過濾，除去濾渣C（石膏），濾液以冷卻結晶、過濾，即得到MgSO4·7H2O。

(1)Na2B4O7·10H2O中Na、H、O的化合價分別為+1、+1、-2，故B的化合價為+3； NaBH4為離子化合物，其由鈉離子和硼氫根離子組成，其電子式為。

(2)濾渣A中除含有H3BO3外。還含有SiO2；加入硫酸時Na2B4O7發生反應的化學方程式為Na2B4O7+H2SO4+5H2O=Na2SO4+H3BO3↓。

(3)濾渣B中含有不溶于稀鹽酸，但加熱時能溶于濃鹽酸的黑色固體，則此黑色固體是MnO2，生成黑色固體的離子方程式為ClO-+Mn2++H2O=MnO2↓+Cl-+2H+；加入MgO的目的是調節溶液的pH，使Fe3+水解轉化為氫氧化鐵沉淀除去。

(4)堿性條件下，陰極上電解NaBO2溶液也可制得硼氫化鈉，其電極反應式為BO2-+6H2O+8e-=BH4-+8OH-；NaBH4作為還原劑時，其中H由-1價降低至+1，故1mol NaBH4可以失去8mol電子，相當于4mol H2的還原能力，故NaBH4的有效氫含量為0.21。