Question

【題目】硼、鎂及其化合物在工農業生產中應用廣泛。已知：硼鎂礦主要成分為Mg2B2O5H2O，硼砂的化學式為Na2B4O710H2O，利用硼鎂礦制取金屬鎂及粗硼的工藝流程如下，請回答下列有關問題：

（1）硼砂中B的化合價為_________；濾渣的主要成分為_______________。

（2）X為H3BO3晶體加熱脫水的產物，其與Mg制取粗硼的化學方程式為_________________________。

（3）H3BO3是一種一元弱酸，也可寫作B(OH)3，它與水作用時結合水電離的OH-而呈酸性，這一變化的離子方程式為______________________________。

（4）MgCl2·6H2O需要在HCl氛圍中加熱，其目的是______________________。

（5）已知25℃時，Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12；酸堿指示劑百里酚藍變色的pH范圍如下：

pH	＜8.0	8.0～9.6	＞9.6
顏色	黃色	綠色	藍色

在Mg(OH)2飽和溶液中滴加2滴百里酚藍指示劑，溶液的顏色為_______________。

Answer 1

【答案】 +3 Mg(OH)2 3Mg+B2O32B+3MgO H3BO3+H2O[B(OH)4]-+H+ 防止MgCl2水解生成Mg(OH)2 藍色

【解析】(1)硼砂的化學式為Na2B4O710H2O，鈉元素化合價為+1價，氧元素化合價-2價，依據化合價代數和計算得到硼元素化合價為+3價；根據題意，硼鎂礦(Mg2B2O5H2O)中加入氫氧化鈉反應生成的濾渣用鹽酸溶解后生成氯化鎂，故濾渣為氫氧化鎂，故答案為：+3；Mg(OH)2；

(2)X為H3BO3晶體加熱脫水的產物，應為B2O3，B2O3與Mg反應制取粗硼與氧化鎂，反應方程式為B2O3+3Mg2B+3MgO，故答案為：B2O3+3Mg2B+3MgO；

(3)H3BO3是一種一元弱酸，也可寫作B(OH)3，它與水作用時結合水電離的OH-而呈酸性，反應的離子方程式為H3BO3+H2O[B(OH)4]-+H+，故答案為：H3BO3+H2O[B(OH)4]-+H+；

(4)MgCl27H2O需要在HCl氛圍中加熱，是為了防止氯化鎂水解生成氫氧化鎂，故答案為：防止MgCl2水解生成Mg(OH)2；

(5)25℃時，Mg(OH)2的溶度積Ksp=5.6×10-12，根據平衡Mg(OH)2(s)Mg2++2OH-可得：c(Mg2+)c2(OH-)=5.6×10-12，設c(OH-)=2c(Mg2+)=x，則：0.5x×x2=5.6×10-12，解得：x=2.24×10-4mol/L，c(H+)=mol/L=4.5×10-11mol/L，溶液的pH=10.4＞9.6，所以溶液呈藍色，故答案為：藍色。