题目

硼和铝位于同一主族，它们可以形成许多组成和性质类似的化合物，一种用硼镁矿（Mg2B2O5•H2O）制取单质硼的工艺流程图如图：回答下列问题：（1）Mg2B2O5•H2O中B的化合价为　．（2）溶液a、溶液b中溶质的化学式分别为　　、．（3）写出步骤①的化学方程式　　．（4）写出步骤⑤的化学方程式　　．（5）步骤③中化学反应可以发生的原因是　　．（6）BF3是有机化学中常用的酸性催化剂，BF3分子中B和F最外层的电子数分别为　　、　　个．答案：【考点】制备实验方案的设计．【分析】硼镁矿与氢氧化钠溶液反应，过滤除去杂质，NaBO2溶液中，通入过量的二氧化碳，得到Na2B4O7•10H2O与为NaHCO3，过滤分离，由于硼酸的酸性小于硫酸，符合复分解反应由强酸制弱酸的原理，且硼酸的溶解度较小，故Na2B4O7•10H2O晶体与硫酸反应得到硼酸，溶液b中含有硫酸钠，硼酸晶体加热分解得到B2O3，最后用Mg还原得到粗硼．（1）根据化合价代数和为0计算B元素化合价；（2）由上述分析可知，第①步通入过量二氧化碳，则a为NaHCO3，第③步加入硫酸，b为Na2SO4；（3）第①步为Mg2B2O5．H2O与氢氧化钠溶液反应生成NaBO2与Mg（OH）2；（4）步骤⑤是Mg与B2O3发生置换反应生成B与MgO；（5）符合复分解反应由强酸制弱酸的原理；（6）BF3分子中B原子与F原子之间形成1对共用电子对．【解答】解：硼镁矿与氢氧化钠溶液反应，过滤除去杂质，NaBO2溶液中，通入过量的二氧化碳，得到Na2B4O7•10H2O与为NaHCO3，过滤分离，由于硼酸的酸性小于硫酸，符合复分解反应由强酸制弱酸的原理，且硼酸的溶解度较小，故Na2B4O7•10H2O晶体与硫酸反应得到硼酸，溶液b中含有硫酸钠，硼酸晶体加热分解得到B2O3，最后用Mg还原得到粗硼．（1）根据化合价代数和为0，可知Mg2B2O5•H2O中B的化合价为+3，故答案为：+3；（2）由上述分析可知，第①步通入过量二氧化碳，则a为NaHCO3，第③步加入硫酸，b为Na2SO4，故答案为：NaHCO3；Na2SO4；（3）第①步为Mg2B2O5．H2O与氢氧化钠溶液反应生成NaBO2与Mg（OH）2，反应方程式为：Mg2B2O5•H2O+2NaOH=2NaBO2+2Mg（OH）2，故答案为：Mg2B2O5•H2O+2NaOH=2NaBO2+2Mg（OH）2；（4）步骤⑤是Mg与B2O3发生置换反应生成B与MgO，反应方程式为：B2O3+3Mg2B+3MgO，故答案为：B2O3+3Mg2B+3MgO；（5）步骤③中化学反应可以发生的原因是：硼酸的酸性小于硫酸，符合复分解反应由强酸制弱酸的原理，且硼酸的溶解度较小，从溶液中析出有利于该反应的进行，故答案为：强酸制弱酸原理；（6）BF3分子中B原子与F原子之间形成1对共用电子对，B原子形成3故B﹣F键，故分子中B原子最外层电子数为3+3=6，F原子最外层电子数为7+1=8，故答案为：6；8．【点评】本题考查化学制备方案，理解工艺流程原理是解题关键，侧重对化学用语的考查，需要学生具备扎实的基础与灵活运用的能力，题目难度中等．　

化学试题推荐

化学试卷推荐