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，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：

已知：Fe³⁺、Al³⁺、Fe²⁺和Mg²⁺以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的pH分别为3.2、4.9、9.7和 12.4。

回答下列问题：

（1）为提高“浸出”速率，除适当增加硫酸浓度外，还可采取的措施有             。

（2）实验室中过滤操作所需要的玻璃仪器有：玻璃棒、              。

（3）“浸渣”中的物质是               （化学式）。

（4）“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          。

（5）“粗硼酸”中的主要杂质是               （填名称）。

（6）单质硼可用于生产具有优良抗冲击性能的硼钢。以硼酸和金属镁为原料在加热条件下可制备单质硼，用化学方程式表示制备过程            。

Answer

(每空2分，共14分)

（1）提高反应温度（其它答案合理也给分）

（2）烧杯和漏斗 （3）SiO2和CaSO4

（4）将Fe2+氧化成Fe3+； 使Fe3+与Al3+形成氢氧化物沉淀而除去。

（5）（七水）硫酸镁

（6）2H3BO3+3Mg 3MgO+2B+3H2O（或2H3BO3B2O3+3H2O,B2O3+3Mg 2B+3MgO ）

【解析】

试题分析：（1）除适当增加硫酸浓度外，升高温度、搅拌及研碎也可以提高“浸出”速率；

（2）过滤操作所需要的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯、漏斗；

（3）“浸渣”中的物质应该是不溶于酸SiO2及生成的CaSO4，原因是CaSO4微溶；

（4）“净化除杂”需先加H2O2溶液，作用是将亚铁离子氧化为铁离子．然后在调节溶液的pH约为5，目的是使铁离子、铝离子形成氢氧化物沉淀而除去，

（5）最后浓缩结晶时硫酸镁易结合水以晶体析出，则“粗硼酸”中的主要杂质是七水硫酸镁，故答案为：七水硫酸镁；

（6）以硼酸和金属镁为原料可制备单质硼的化学方程式为

2H3BO3 B2O3+3H2O、 B2O3+3Mg 2B+3MgO， 或2H3BO3+3Mg 3MgO+2B+3H2O

考点：考查物质分离和提纯的方法和实验的基本操作，涉及化学反应原理及化学反应方程式的书写等。