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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Fe...

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:

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回答下列问题:

(1)写出Mg2B2O5•H2O与硫酸反应的化学方程式                  

(2)利用     的磁性,可将其从“浸渣1”中分离.“浸渣1”中还剩余的物质是        (写化学式).

(3)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           

(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).

 

(1)Mg2B2O5•H2O+2H2SO4═2MgSO4+2H3BO3; (2)Fe3O4;SiO2、CaSO4; (3); (4)将Fe2+氧化为Fe3+;使Al3+与Fe3+形成氢氧化物沉淀而除去; (5)七水硫酸镁. 【解析】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),由流程可知,加硫酸溶解,Fe3O4、SiO2不溶,CaO转化为微溶于水的CaSO4,Fe3O4具有磁性,可以采用物理方法分离,滤渣1的成分为SiO2和CaSO4;“净化除杂”需先加H2O2溶液,将Fe 2+转化为Fe 3+,调节溶液的pH约为5,使Fe3+、Al3+均转化为沉淀,则滤渣为Al(OH)3、Fe(OH)3,然后蒸发浓缩、冷却结晶、过滤分离出H3BO3, (1)Mg2B2O5•H2O与硫酸反应生成硫酸镁和硼酸,反应方程式为Mg2B2O5•H2O+2H2SO4═2MgSO4+2H3BO3; (2)利用Fe3O4的磁性,可将其从“浸渣”中分离.“浸渣”中还剩余的物质是SiO2、CaSO4; (3)NaBH4为离子化合物,含离子键、共价键,其电子式为; (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.  
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考点分析:
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甲醇既可用于基本有机原料,又可作为燃料用于替代矿物燃料.

(1)以下是工业上合成甲醇的两个反应:

反应Ⅰ:CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g)

反应Ⅱ:CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g)

上述反应符合“原子经济”原则的是               (填“I”或“II”).

(2)已知在常温常压下:

甲醇脱水反应2CH3OH(g)═CH3OCH3(g)+H2O(g)△H1=﹣23.9kJ•mol﹣1

甲醇制烯烃反应2CH3OH(g)═C2H4 (g)+2H2O(g)△H2=﹣29.1kJ•mol﹣1

乙醇异构化反应C2H5OH(g)═CH3OCH3(g))△H3=+50.7kJ•mol﹣1

则乙烯气相直接水合反应C2H4 (g)+H2O(g)═C2H5OH(g)的△H=                kJ•mol﹣1

(3)现以甲醇燃料电池,采用电解法来处理酸性含铬废水(主要含有Cr2O27)时,实验室利用下图装置模拟该法:

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①N电极为燃料电池的             极,分别写出M、N两电极的电极反应式为                 

②请完成电解池中Cr2O27转化为Cr3+的离子反应方程式:

Cr2O27+        Fe2++                Cr3++         Fe3++          H2O

(4)处理废水时,最后Cr3+以Cr(OH)3形式除去,当c(Cr3+)=1×105mol•L﹣1 时,Cr3+沉淀完全,此时溶液的pH=                  .(已知:Ksp=6.4×1031,lg2=0.3)

 

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硼镁泥是一种工业废料,主要成份是MgO(占40%),还有CaO、MnO、Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等杂质,以此为原料制取的硫酸镁,可用于印染、造纸、医药等工业.从硼镁泥中提取MgSO4•7H2O的流程如下:

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已知:某些氢氧化物沉淀的pH如下表所示:

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根据题意回答第(1)~(6)题:

(1)在酸解过程中,欲加快酸解时的化学反应速率,请提出两种可行的措施:                

(2)加入的NaClO可与Mn2+反应:Mn2++ClO+H2O═MnO2↓+2H++Cl,还有一种离子也会被NaClO氧化,并发生水解,该反应的离子方程式为                 

(3)滤渣的主要成份除含有Fe(OH)3、Al(OH)3、MnO2外,还有                      

(4)已知MgSO4、CaSO4的溶解度如下表:

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“除钙”是将MgSO4和CaSO4混合溶液中的CaSO4除去,根据上表数据,简要说明操作步骤是蒸发浓缩,            .“操作I”是将滤液继续蒸发浓缩,冷却结晶,           ,便得到了MgSO4•7H2O.

(5)实验中提供的硼镁泥共100g,得到的MgSO4•7H2O为172.2g,计算MgSO4•7H2O的产率为        .(保留两位有效数字)

(6)金属镁可用于自然水体中铁件的电化学防腐,完成如图防腐示意图,并作相应标注.

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铜锌原电池(如图)工作时,下列叙述正确的是

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A.一段时间后,铜棒上有红色物质析出

B.正极反应为:Zn﹣2e=Zn2+

C.在外电路中,电流从锌棒流向铜棒

D.盐桥中的K+移向ZnSO4溶液

 

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二氯化二硫(S2Cl2)是广泛用于橡胶工业的硫化剂,其分子结构如图所示.常温下,S2Cl2是一种橙黄色液体,遇水易水解,并产生能使品红褪色的气体,化学方程式为:2S2Cl2+2H2O=SO2↑+3S↓+4HCl下列说法中错误的是

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A.S2Cl2的结构式为Cl﹣S﹣S﹣Cl

B.反应中SO2是还原产物,S是氧化产物

C.S2Cl2为含有极性键和非极性键的分子

D.反应中,生成1molSO2,转移电子为3mol

 

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四种短周期元素在周期表中的位置如表,其中只有M元素原子最外层电子数与电子层数相等,下列说法不正确的是

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A.原子半径Z<M

B.非金属性:X<Z

C.M元素最高价氧化物对应水化物具有两性

D.Y的最高价氧化物对应水化物的酸性比X的弱

 

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