硼、镁及其化合物在工农业生产中应用广泛。 Ⅰ．已知硼镁矿的主要成分为Mg2B2O...

硼、镁及其化合物在工农业生产中应用广泛。

Ⅰ．已知硼镁矿的主要成分为Mg2B2O5•H2O，硼砂的化学式为Na2B4O7•10H2O。一种利用硼镁矿制取金属镁及粗硼的工艺流程如图所示：

（1）硼砂中B元素的化合价为________，将硼砂溶于热水后，用硫酸调节溶液的pH为2～3以制取H3BO3，该反应的离子方程式为______________________；X为H3BO3晶体加热脱水的产物，其与Mg反应制取粗硼的化学方程式为___________________。

（2）由MgCl2·6H2O制备MgCl2时，需要在HCl氛围中加热，其目的是__________。

（3）Mg—H2O2酸性燃料电池的反应原理为Mg＋H2O2＋2H+===Mg2+＋2H2O。常温下，若起始电解质溶液pH＝1，则pH＝2时，溶液中所含Mg2+的物质的量浓度为__________；已知常温下，Ksp[Mg(OH)2]＝5.6×10-12，当电解质溶液的pH＝6时，_____（填“有”或“无”）Mg(OH)2沉淀析出（忽略反应过程中溶液的体积变化）。

Ⅱ．工业上可用纳米MgH2和LiBH4组成的体系储放氢，如图所示。

（4）写出放氢过程中发生反应的化学方程式____________________。

Ⅲ．MgO浆液是一种高活性的脱硫剂，常用于脱除烟气中的SO2，发生的主要反应如下：

Mg(OH)2＋SO2===MgSO3＋H2O

MgSO3＋SO2＋H2O===Mg(HSO3)2

Mg(HSO3)2＋Mg(OH)2===2MgSO3＋2H2O

2MgSO3＋O2===2MgSO4

已知25 ℃时，Ksp(MgSO3)＝3.86×10-3，Ksp(CaSO3)＝3.1×10-7。

（5）其他条件相同时，镁基和钙基的脱硫效率与液、气摩尔流量比的变化情况如图所示。镁基的脱硫效率总是比钙基的大，除生成的MgSO4具有良好的水溶性外，还因为______________________。

＋3 B4O72-＋2H＋＋5H2O4H3BO3 3Mg＋B2O32B＋3MgO 防止MgCl2水解生成Mg(OH)2 0.045mol•L-1 无 MgH2＋2LiBH4===2LiH＋MgB2＋4H2↑ MgSO3的溶解度比CaSO3的大，MgSO3比CaSO3更易被氧化【解析】根据化合物中元素化合价代数和为0分析化合物中元素化合价，根据题干信息及流程图中物质的转化关系书写化学方程式；根据盐类水解原理分析从盐溶液中加热结晶的方法；根据溶液的pH及离子方程式计算溶液中离子浓度，根据Ksp计算分析是否有沉淀产生；根据图示及题干信息分析反应物及生成物，书写并配平反应方程式；根据题给信息中物质的性质分析解答。（1）根据硼砂的化学式Na2B4O7•10H2O和元素正负化合价的代数和为0，可得B的化合价为+3；B4O72-与H＋反应可得H3BO3，离子方程式为：B4O72-＋2H＋＋5H2O4H3BO3；X为H3BO3晶体加热脱水的产物，为B2O3，高温下与Mg发生氧化还原反应，化学方程式为：3Mg＋B2O32B＋3MgO，故答案为：＋3；B4O72-＋2H＋＋5H2O4H3BO3；3Mg＋B2O32B＋3MgO；（2）MgCl2为强酸弱碱盐，能发生水解反应，所以由MgCl2·6H2O制备MgCl2时，需要在HCl氛围中加热，其目的是防止MgCl2水解生成Mg(OH)2；故答案为：防止MgCl2水解生成Mg(OH)2；（3）起始电解质溶液pH＝1，则pH＝2时，反应的H+为：0.1mol/L-0.01mol/L=0.09mol/L，根据Mg＋H2O2＋2H+===Mg2+＋2H2O，可得Mg2+离子浓度为0.09mol/L×1/2=0.045mol/L；溶液pH＝6时，c(OH-)=10-8mol/L，K= c(Mg2+)·c2(OH-)=0.045mol/L ×(10-8mol/L)2 =4.5×10-18＜ Ksp[Mg(OH)2]＝5.6×10-12，所以没有Mg(OH)2沉淀析出，故答案为：0.045mol•L-1 ；无；（4）由图分析可知，放氢过程的反应物是MgH2和LiBH4，生成物为LiH、MgB2和H2，故放氢过程中发生反应的化学方程式为：MgH2＋2LiBH4=2LiH＋MgB2＋4H2↑，故答案为：MgH2＋2LiBH4=2LiH＋MgB2＋4H2↑；（5）由题干信息中Ksp可知，MgSO3的溶解度比CaSO3)的大，根据题给方程式知，MgSO3比CaSO3更易氧化，所以除生成的MgSO4具有良好的水溶性外，还因为MgSO3的溶解度比CaSO3的大，MgSO3比CaSO3更易被氧化，故答案为：MgSO3的溶解度比CaSO3的大，MgSO3比CaSO3更易被氧化。

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考点分析：

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下表为元素周期表的一部分。

碳	氮	Y
X		硫	Z

回答下列问题：

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硫酸亚铁铵(NH4)aFeb(SO4)c•dH2O又称莫尔盐，是浅绿色晶体。用硫铁矿（主要含FeS2、SiO2等）制备莫尔盐的流程如下：

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离子	离子浓度（mol·L－1）
还原前	还原后
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