Question

硼酸（H₃BO₃）与铝酸（H₃AlO₃）结构相似，可写成B(OH)₃。

（1）已知H₃BO₃的电离常数为5.8×10^﹣10，H₂CO₃的电离常数为Ka₁=4.4×10^﹣7、Ka₂=4.7×10^﹣11。向盛有饱和硼酸溶液的试管中，滴加0.1mol/L Na₂CO₃溶液，      （填“能”或“不能”）观察到气泡逸出。

（2）已知H₃BO₃与足量NaOH溶液反应的离子方程式为H₃BO₃+OH^﹣=B(OH)₄^﹣，写出硼酸的电离方程式                    ，它是      元酸。（填“一”或“二”或“三”）

（3）硼酸和甲醇在浓硫酸存在下生成B(OCH₃)₃，B(OCH₃)₃可与NaH反应制得易溶于水的强还原剂硼氢化钠（NaBH₄）。①NaBH₄中氢元素的化合价为            ，写出生成NaBH₄的化学方程式                 。

②写出生成B(OCH₃)₃的化学方程式                         。

③用NaBH₄和过氧化氢可以设计成一种新型碱性电池。该电池放电时，每摩尔NaBH₄释放8mole^﹣。写出这种电池放电反应的离子方程式                     。

（4）H₃BO₃可以通过电解的方法制备。工作原理如下图所示（阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过）。

①写出阳极的电极反应式                            。

②分析产品室可得到H₃BO₃的原因                    。

（5）过硼酸钠晶体（NaBO₃·4H₂O）是一种优良的漂白剂，在70℃以上加热会逐步失去结晶水。 实验测得过硼酸钠晶体的质量随温度变化的情况如下图所示，则T2℃时所得晶体的化学式为                。

Answer

（15分） （1）不能(1分)

（2）H3BO3+H2OH+ + B(OH)4﹣（或H3BO3 H+ + BO2﹣+H2O）(1分)；一(1分)

（3）①﹣1(1分)；B(OCH3)3+4NaH=NaBH4+3CH3ONa(1分)

②H3BO3+3CH3OHB(OCH3)3+3H2O(2分)

③BH4﹣+4H2O2= B(OH)4﹣+4H2O （或BH4﹣+4H2O2=BO2﹣+6H2O）(2分)

（4）①4OH﹣﹣4e﹣=2H2O+O2↑（或2H2O﹣4e﹣= 4H+ + O2↑）(2分)

②阳极室的H+穿过阳膜扩散至产品室，原料室的B(OH)4﹣穿过阴膜扩散至产品室，二者反应生成H3BO3。(2分) （5）NaBO3·3H2O(2分)

【解析】

试题分析：（1）H3BO3的电离常数为5.8×10-10，H2CO3的电离常数为K1=4.4×10-7，因5.8×10-10＜4.4×10-7，所以不能观察到气泡逸出；（2）硼酸电离出四羟基和硼酸根和氢离子，方程式为：H3BO3+H2O⇌B（OH）4-+H+，是一元酸；（3）①根据化合价代数和为0，钠+1价，B元素+3价，所以氢元素是-1价，由B(OCH3)3可与NaH反应制得易溶于水的强还原剂硼氢化钠(NaBH4)，所以方程式为：B(OCH3)3+4NaH=NaBH4+3CH3ONa；②硼酸和甲醇在浓硫酸存在下生成B(OCH3)3，所以方程式为：H3BO3+3CH3OHB(OCH3)3+3H2O； ③1mol过氧化氢得到2mol的电子，所以1molNaBH4在负极放电，正极要4mol的过氧化氢，所以总放电反应的离子方程式为：BH4-+4H2O2=BO2-+6H2O；（4）①根据阳极中阴离子为B（OH）4-和氢氧根离子判断放电能力强弱，所以氢氧根离子放电，电极反应式为：4OH--e-=2H2O+O2↑；②产品室可得到H3BO3的原因是因为：阳极室的H+穿过阳膜扩散至产品室，原料室的B(OH)4-穿过阴膜扩散至产品室，二者反应生成H3BO3；（5）过硼酸钠晶体（NaBO3•4H2O）的物质的量=30.8g154g·mol-1=0.2mol，T2°C质量变化为27.20g，质量变化30.8g-27.20g=3.6g，减少水的质量=3.6g÷18g·mol-1=0.2mol，则1molNaBO3•4H2O失去水1mol，则T2℃时所得晶体的化学式为NaBO3•3H2O。

考点：考查了电离方程式的书写、化学方程式书写、电化学等知识及图象分析判断和计算。