Question

（14分）硼及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿（主要成分为Mg₂B₂O₅·H₂O和Fe₃O₄，还有少量Fe₂O₃、FeO、CaO、Al₂O₃和SiO₂等)为原料制备硼酸(H₃BO₃)的工艺流程如图所示：

回答下列问题：

（1）写出Mg₂B₂O₅·H₂O与硫酸反应的化学方程式_____________。为提高浸出速率，除适当增加硫酸浓度浓度外，还可采取的措施有_________（写出两条）。

（2）利用       的磁性，可将其从“浸渣”中分离。“浸渣”中还剩余的物质是______（写化学式）。

（3）“净化除杂”需先加H₂O₂溶液，作用是_______。然后再调节溶液的pH约为5，目的是________。

（4）“粗硼酸”中的主要杂质是                            （填名称）。

（5）以硼酸为原料可制得硼氢化钠（NaBH₄），它是有机合成中的重要还原剂，其电子式为_______。

（6）单质硼可用于生成具有优良抗冲击性能硼钢。以硼酸和金属镁为原料可制备单质硼，用化学方程式表示制备过程___________。

Answer

（1）Mg2B2O5·H2O+2H2SO42MgSO4+2H3BO3；减小铁硼矿粉粒径、提高反应温度。

（2）Fe3O4； SiO2和CaSO4；

（3）将Fe2+氧化为Fe3+；使Al3+与Fe3+形成氢氧化物而除去。

（4）（七水）硫酸镁

（5）

（6）2H3BO3 B2O3+3HO B2O3+3Mg 3MgO+2B

【解析】（1）问写化学方程式，是仿照碱式碳酸盐和酸的反应，但是要先分析Mg2B2O5·H2O 中硼元素的化合价为+3价，联系到流程图最终产物可推知：硼元素变为H3BO3（H3BO3为弱酸，易溶于水）；这不是氧化还原反应，故镁元素转化为硫酸镁。加快反应速率可以采用升温等措施，增大固体颗粒的接触面积也是中学常规。

（2）体系中有磁性只有Fe3O4，故填写Fe3O4（中学所学反应可能困扰考生）。剩下的不溶物除了SiO2还有CaSO4。

（3）先将溶液中的Fe2+氧化为Fe3+，再调节溶液的pH可以除去溶液中的Al3+和Fe3+，这是高三经常训练的除杂方法。

（4）题中讲到含硫酸镁的母液，应该容易想到硫酸镁也会结晶析出，只是晶体含有七个结晶水不容易想到（从七水硫酸锌，七水硫酸亚铁联想），讲硫酸镁晶体应该也可以。

（5）硼氢化钠的电子式很不常规，电子式是由离子键和阴离子内部的共价键两部分合成。

（6）做题时这样想，这个反应的温度应该比较高，所以H3BO3会分解，然后就是置换反应。再将化学方程式配平就好。

【考点定位】元素及其化合物知识；化学工艺常识；物质结构。本题是以化学工艺为素材，选材冷僻，试题难度为很难等级。