Question

【題目】完成下列填空：硼氧化鈉(NaBH4)是合成中常用的還原劑。采用NaBO2為主要原料制備NaBH4(B元素化合價(jià)為+3)的反應(yīng)為：NaBO2+SiO2+Na+H2NaBH4+Na2SiO3(未配平)；硅酸鈉俗稱泡花堿，又名水玻璃，在工業(yè)生產(chǎn)中也有廣泛應(yīng)用(已知硅酸為難溶性弱酸)

完成下列填空：

(1)上述反應(yīng)中，原子最外層有兩個(gè)未成對(duì)電子的元素是_____(填元素符號(hào))。SiO2熔點(diǎn)高的原因是_____。

(2)上述反應(yīng)中H2與Na的物質(zhì)的量之比為_____。

(3)硅酸鈉水溶液產(chǎn)生硅酸(H2SiO3)，硬化粘結(jié)，且有堿性，其原因是_____(用離子方程式表示)。鑄造工藝中可用氯化銨作為水玻璃的硬化劑。試用平衡原理加以解釋_____。

(4)NaBH4可使許多金屬離子還原成金屬單質(zhì)。例如它從含金離子(Au3+)的廢液中提取Au．配平該反應(yīng)的離子方程式：_____Au3++_____BH4﹣+_____OH-→_____Au+_____BO2﹣+_____H2O。

(5)最新研究發(fā)現(xiàn)以NaBH4和H2O2為原料，NaOH溶液作電解質(zhì)溶液，可以設(shè)計(jì)成全液流電池，則每消耗1L6mol/L H2O2溶液，理論上流過(guò)電路中的電子數(shù)為_____。

Answer 1

【答案】O、Si 二氧化硅形成的是原子晶體 1：2 +2H2OH2SiO3+2OH﹣ 硅酸鈉和氯化銨二者雙水解相互促進(jìn)生成更多硅酸加速硬化 8 3 24 8 3 18 12NA

【解析】

寫出NaBO2+SiO2+Na+H2NaBH4+Na2SiO3中原子最外層核外電子排布，然后進(jìn)行判斷；二氧化硅是原子構(gòu)成的原子晶體，據(jù)此分析判斷；配平化學(xué)方程式得到物質(zhì)的定量關(guān)系；硅酸鈉是強(qiáng)堿弱酸鹽，硅酸根離子分步水解，溶液顯堿性；利用硅酸根和銨根離子雙水解分析；利用電荷守恒、質(zhì)量守恒定律來(lái)配平離子反應(yīng)方程式；在電池反應(yīng)中，每消耗1L 6mol/L H2O2溶液，消耗雙氧水的物質(zhì)的量為6mol，根據(jù)知H2O2+2e﹣＝2OH﹣，計(jì)算理論上流過(guò)電路中的電子數(shù)。

(1)NaBO2+SiO2+Na+H2NaBH4+Na2SiO3中原子最外層有兩個(gè)未成對(duì)電子的元素是Na價(jià)電子排布3s1，有1個(gè)未成對(duì)電子，B價(jià)電子排布2s22p1，未成對(duì)電子為1個(gè)，O價(jià)電子排布2s22p4，未成對(duì)電子有2個(gè)，Si價(jià)電子排布3s23p2，未成對(duì)電子有2個(gè)，故未成對(duì)電子數(shù)為2的是氧和硅；二氧化硅是原子構(gòu)成的原子晶體，故SiO2熔點(diǎn)高；

(2)NaBO2+2SiO2+4Na+2H2NaBH4+2Na2SiO3，配平化學(xué)方程式得到物質(zhì)的定量關(guān)系，反應(yīng)中H2與Na的物質(zhì)的量之比為1：2；

(3)硅酸鈉水溶液產(chǎn)生硅酸(H2SiO3)，硬化粘結(jié)，且有堿性，是硅酸根離子水解生成硅酸，SiO32﹣+2H2OH2SiO3+2OH﹣，鑄造工藝中可用氯化銨作為水玻璃的硬化劑是因?yàn)椋汗杷徕c和氯化銨二者雙水解相互促進(jìn)生成更多硅酸加速硬化；

(4)因BO2﹣易與H+結(jié)合，則堿性溶液可抑制它與水的反應(yīng)，由Au的化合價(jià)由+3降低為0，BH4﹣中H元素從﹣1價(jià)升高到+1，則由電子守恒可得8Au3++3BH4﹣→8Au↓+3BO2﹣，堿性溶液中氫氧根離子參加反應(yīng)，再由電荷守恒和質(zhì)量守恒定律可得：8Au3++3BH4﹣+24OH﹣═8Au↓+3BO2﹣+18H2O；

(5)在電池反應(yīng)中，每消耗1L 6mol/L H2O2溶液，消耗雙氧水的物質(zhì)的量為6mol，根據(jù)知H2O2+2e﹣＝2OH﹣，理論上流過(guò)電路中的電子數(shù)×2NA/mol＝12NA。