Question

【化学选修2-化学与技术】（15分）以硼镁矿（2MgO·B₂O₃·H₂O、SiO₂及少量Fe₃O₄、CaCO₃、Al₂O₃）为原料生产硼酸的工艺流程如下：

（1）由于矿粉中含CaCO₃ ，“浸取”时容易产生大量泡沫使物料从反应器中溢出，应采取的措施为________________________________________。

（2）“浸出液”显酸性，含有H₃BO₃、Mg^2＋和SO₄^2－，还含有Fe^2＋、Fe^3＋、Ca^2＋、Al^3＋等杂质。“除杂”时，向浸出液中依次加入适量目H₂O₂和MgO，可以除去的杂质离子为_________，H₂O₂的作用为_________（用离子方程式表示）。

（3）“浸取”后，采用“热过滤”的目的为_______。

（4）“母液”可用于回收硫酸镁，已知硫酸镁的溶解度随温度变化的曲线如图所示，且溶液的沸点随压强增大而升高。为了从“母液”中充分回收 MgSO₄.H₂O，应采取的措施是将“母液”蒸发浓缩，____。

（5）已知25℃时，硼酸(H₃BO₃)溶液中存在如下平衡：

下列说法正确的是_____________（填选项字母）。

A．碳酸钠溶液滴入硼酸溶液中能观察到有气泡产生

B．碳酸钠溶液滴入醋酸溶液中能观察到有气泡产生

C．等浓度碳酸溶液和硼酸溶液的pH:前者>后者

D．等浓度碳酸钠溶液和醋酸钠溶液的pH:前者>后者

Answer

（1）分批慢慢加入硫酸 （2分）（或边加入边搅拌）

（2）Fe3+、Fe2+、Al3+（2分，全对才得分） 2Fe2+ +2H+ +H2O2 =2Fe3+ +2H2O（2分）

（3）防止因温度下降时H3BO3从溶液中析出（2分）

（4）加压升温结晶（2分）（或加压升温结晶过滤）

（5）2×10－5（3分）

（6）BD（2分）

【解析】

试题分析：（1）为防止浸取时产生大量泡沫溢出，可分批慢慢加入硫酸或边加边搅拌；（2）加双氧水的目的是将Fe2+氧化成Fe3+，方程式为：2Fe2+ +2H+ +H2O2 =2Fe3+ +2H2O；加入氧化镁后消耗溶液中的H+，使得溶液的PH值增大，促进Fe3+、Fe2+、Al3+形成沉淀析出；（3）由于H3BO3在温度低的情况下会析出晶体，故热过滤的目的是防止因温度下降时H3BO3从溶液中析出；（4）从图中可显示，温度越高，MgSO4.H2O晶体的溶解度越低，且溶液的沸点随压强增大而升高，故为了从“母液”中充分回收 MgSO4.H2O将“母液”蒸发浓缩，加压升温结晶；（5）根据平衡常数表达式K===，可求出c(H+)=2×10－5mol/L；（6）根据电离常数可知，酸性强弱顺序是醋酸＞碳酸＞硼酸＞碳酸氢钠，根据强酸制弱酸原理，A错误；B是将碳酸钠滴入醋酸中，醋酸过量，故可以得到CO2，B正确；由于碳酸酸性强于硼酸，那么等物质的量浓度的碳酸溶液和硼酸溶液进行比较， pH碳酸小于硼酸，故C错误；由于碳酸酸性小于醋酸，那么对应的钠盐溶液水解程度不同，酸越弱，相应的钠盐越容易水解，故D正确，此题答案选BD。

考点：考查物质的分离和提纯、化学平衡等相关知识。