Question

硼和铝位于同一主族，它们可以形成许多组成和性质类似的化合物。一种用硼镁矿 (Mg₂B₂O₅ •H₂O)制取单质硼的工艺流程图如下：

结合流程图回答下列问题：

（1）溶液a、溶液b中溶质的化学式分别为               、            。

（2）写出步骤①的化学方程式                 。

（3）写出步骤②的离子方程式                      。

（4）步骤③中化学反应可以发生的原因是                。

（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右图所示，则T₂℃时所得晶体的化学式为           。

Answer

（1）NaHCO3，Na2SO4；

（2）Mg2B2O5·H2O＋2NaOH=2NaBO2＋2Mg(OH)2↓；

（3）2Na＋＋4BO2－＋2CO2＋11H2O=Na2B2O7·10H2O↓＋2HCO3－；

（4）硼酸的酸性小于硫酸，符合复分解反应由强酸制弱酸的原理，且硼酸的溶解度较小，从溶液中析出有利于该反应的进行；（5）NaBO3·3H2O。

【解析】

试题分析：（1）因为通入过量的二氧化碳，根据流程图，因此反应②中的离子反应方程式为：2Na＋＋4BO2－＋2CO2＋11H2O=Na2B2O7·10H2O↓＋2HCO3－，因此溶液a为NaHCO3；反应③的方程式为：Na2B4O7·10H2O＋H2SO4=4H3BO3＋5H2O＋Na2SO4，溶液b为Na2SO4；（2）根据流程图，沉淀是氢氧化镁，反应①的化学反应方程式为：Mg2B2O5·H2O＋2NaOH=2NaBO2＋2Mg(OH)2↓；（3）Na＋＋4BO2－＋2CO2＋11H2O=Na2B2O7·10H2O↓＋2HCO3－；

（4）硼酸的酸性小于硫酸，符合复分解反应由强酸制弱酸的原理，且硼酸的溶解度较小，从溶液中析出有利于该反应的进行；

（5）假设全部失去结晶水，固体的质量为30.8×82/154g=16.4g，因此T2失去部分结晶水，

NaBO3·4H2O=NaBO3·(4－n)H2O＋nH2O，

154 18n

30.8 (30.80－27.20)g

解得n=1，化学式为NaBO3·3H2O。

考点：考查化学工艺流程、化学计算、化学反应方程式的书写等知识。