Question

13．硼及其化合物在生產(chǎn)生活中有著重要的應用．
（1）硼酸（H₃BO₃）是一元弱酸，在水溶液中會電離產(chǎn)生[B（OH）₄]^-離子，寫出硼酸的電離方程式H₃BO₃+H₂O?B（OH）₄^-+H⁺．
（2）硼砂化學式為Na₂B₄O₇•l0H₂O，生產(chǎn)硼砂時的廢渣是硼鎂泥，其主要成分是MgO，還含有CaO、Al₂O₃、Fe₂O₃、FeO、MnO、B₂O₃、SiO₂等雜質(zhì)．以硼鎂泥為原料制取的七水硫酸鎂在印染、造紙和醫(yī)藥等工業(yè)上都有廣泛的應用．硼鎂泥制取七水硫酸鎂的工藝流程如下：

①硼酸與NaOH溶液反應可制得硼砂，該反應不是（填“是”或“不是”）氧化還原反應．
②濾渣B中含有不溶于稀鹽酸的黑色固體，則濾渣B除含有Al（OH）₃之外還含有的成分有Fe（OH）₃、MnO₂（填化學式）；寫出稀硫酸酸浸后的濾液生成B中黑色固體的離子方程式Mn²⁺+ClO^-+H₂O=MnO₂↓+2H⁺+Cl^-．
③趁熱過濾的目的是防止硫酸鎂在溫度降低時結(jié)晶析出．
④上述操作1為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶．
（3）NaBH₄^-“萬能還原劑”，其在酸性條件下不能穩(wěn)定存在，會產(chǎn)生一種氣體，該氣體電子式為H：H．
（4）設(shè)計實驗證明：非金屬性：硼＜碳向NaB（OH）₄溶液中通入二氧化碳氣體發(fā)生反應生成硼酸，說明碳酸酸性大于硼酸，證明碳的非金屬性大于硼．

Answer 1

分析 硼鎂泥主要成份是MgO，還有CaO、Al₂O₃、Fe₂O₃、FeO、MnO、B₂O₃、SiO₂等雜質(zhì)，加入硫酸，MgO、CaO、Al₂O₃、Fe₂O₃、FeO、MnO、B₂O₃都和硫酸反應，SiO₂不與硫酸反應，次氯酸鈉具有強氧化性，加入的NaClO可與Mn²⁺反應生成MnO₂，把亞鐵離子氧化成鐵離子，加MgO調(diào)節(jié)pH，溶液pH升高，鐵離子生成氫氧化鐵沉淀，鋁離子形成氫氧化鋁沉淀，過濾，濾渣B含有Fe（OH）₃、Al（OH）₃、MnO₂，蒸發(fā)濃縮濾液，趁熱過濾，濾渣C為硫酸鈣晶體，濾液中含鎂離子，除鈣后，只剩鎂離子，蒸發(fā)冷卻結(jié)晶得到硫酸鎂晶體．
（1）由信息可知為一元酸，H₃BO₃電離除生成B（OH）₄^-外還生成H⁺；
（2）①H₃BO₃與NaOH溶液反應生成Na₂B₄O₇•lOH₂O；
②濾渣B含有Fe（OH）₃、Al（OH）₃、MnO₂，黑色固體為二氧化錳；次氯酸鈉具有強氧化性，加入的NaClO可與Mn²⁺反應生成MnO₂；
③溫度較高時硫酸鎂不會析出；
④蒸發(fā)濃縮濾液，趁熱過濾，濾渣C為硫酸鈣晶體，濾液中含鎂離子，除鈣后，只剩鎂離子，蒸發(fā)冷卻結(jié)晶得到硫酸鎂晶體；
（3）NaBH₄“萬能還原劑”，其在酸性條件下不能穩(wěn)定存在，會產(chǎn)生一種氣體，NaBH₄+3H₂O+HCl=H₃BO₃+4H₂↑+NaCl；
（4）非金屬性越強最高價氧化物對應水化物的酸性越強．

解答 解：（1）硼酸電離出四羥基和硼酸根和氫離子，方程式為：H₃BO₃+H₂O?B（OH）₄^-+H⁺，
故答案為：H₃BO₃+H₂O?B（OH）₄^-+H⁺；
（2）①H₃BO₃與NaOH溶液反應生成Na₂B₄O₇•lOH₂O，其反應方程式為：4H₃BO₃+2NaOH+3H₂O=Na₂B₄O₇•lOH₂O，反應過程中無元素化合價的變化不是氧化還原反應，
故答案為：不是；
②濾渣B含有Fe（OH）₃、Al（OH）₃、MnO₂，稀硫酸酸浸后的濾液生成B中黑色固體為二氧化錳，NaClO溶液在加熱條件下將溶液中的Mn²⁺氧化成MnO₂，反應的離子方程式為：Mn²⁺+ClO^-+H₂O=MnO₂↓+2H⁺+Cl^-，
故答案為：Fe（OH）₃、MnO₂；Mn²⁺+ClO^-+H₂O=MnO₂↓+2H⁺+Cl^-；
③溫度較高時硫酸鎂溶解度較大，硫酸鈣的溶解度較小，溫度越高，硫酸鈣溶解度越小，可以采用蒸發(fā)濃縮，趁熱過濾方法除去硫酸鈣，可以防止硫酸鎂在溫度降低時結(jié)晶析出；
故答案為：防止硫酸鎂在溫度降低時結(jié)晶析出；
④蒸發(fā)濃縮濾液，趁熱過濾，濾渣C為硫酸鈣晶體，濾液中含鎂離子，除鈣后，只剩鎂離子，蒸發(fā)冷卻結(jié)晶得到硫酸鎂晶體．
故答案為：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶；
（3）NaBH₄“萬能還原劑”，其在酸性條件下不能穩(wěn)定存在，會產(chǎn)生一種氣體，NaBH₄+3H₂O+HCl=H₃BO₃+4H₂↑+NaCl，生成的氫氣電子式為：H：H，
故答案為：H：H；
（4）由H₂CO ₃制備H₃BO₃可說明碳酸酸性強于硼酸，進而推知碳的非金屬性比硼強，可以用測定溶液PH值的方法判斷溶液酸性強弱，向NaB（OH）₄溶液中通入二氧化碳氣體發(fā)生反應生成硼酸，說明碳酸酸性大于硼酸，證明碳的非金屬性大于硼，故答案為：向NaB（OH）₄溶液中通入二氧化碳氣體發(fā)生反應生成硼酸，說明碳酸酸性大于硼酸，證明碳的非金屬性大于硼．

點評 本題考查物質(zhì)制備工藝流程，為高考常見題型，涉及物質(zhì)的分離與提純、對原理與條件控制分析、鹽類水解等，關(guān)鍵是對工藝流程理解，試題培養(yǎng)了學生的分析、理解能力及靈活應用所學知識的能力．