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：

回答下列问题：

（1）Mg₂B₂O₅·H₂O中B的化合价为____________。

（2）溶液b中溶质的化学式为______________________。

（3）用pH试纸测溶液pH的操作方法是________________________。

（4）写出Na₂B₄O₇·10H₂O与盐酸反应的化学方程式：_____________________。

（5）制得的粗硼在一定条件下生成BI₃，BI₃加热分解可以得到纯净的单质硼。现将0.0200 g粗硼制成的BI­₃完全分解，生成的I₂用0.3000 mo1·L^-1Na₂S₂O₃溶液滴定至终点，消耗Na₂S₂O₃溶液15.00 mL。（已知：I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-）

①滴定操作中指示剂通常为______________。

②该粗硼样品的纯度为___________________。

③若滴定管在使用前未用Na₂S₂O₃标准溶液润洗，测得样品的纯度将_________（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）。

（6）请仿照上图形式设计从沉淀a中获得单质Mg的流程图（提示：在箭头上方或下方标出所用试剂或实验操作）。

Answer

（1）+3

（2）NaHCO3

（3）PH试纸放在表面皿上，用玻璃棒蘸取溶液，点到试纸中央，然后跟标准比色卡对比

（4）Na2B4O7·10H2O+2HCl=2NaCl+4H3BO3+5H2O

（5）①淀粉溶液②82.5%③偏高

（6）

【解析】

试题分析：（1）Mg2B2O5·H2O中Mg、H、O的化合价分别为+2价、+1价和－2价，则根据化合物中元素化合价的代数和为0可知B的化合价为（5×2－2×2）÷2＝+3价；（2）NaBO2溶液中还有过量的氢氧化钠，通入足量的CO2后生成碳酸氢钠，则溶液a中溶质的化学式为NaHCO3；Na2B4O7·10H2O晶体与稀硫酸反应生成H3BO3晶体，则根据原子守恒可知还有硫酸钠生成，因此溶液b中溶质的化学式为Na2SO4；（3）用pH试纸测溶液pH的操作方法是将PH试纸放在表面皿上，用玻璃棒蘸取溶液，点到试纸中央，然后跟标准比色卡对比；（4）写出Mg2B2O5·H2O与盐酸反应生成氯化钠、硼酸，化学方程式为Na2B4O7·10H2O+2HCl=2NaCl+4H3BO3+5H2O；（5）①滴定操作中指示剂通常为淀粉溶液；②根据关系式，消耗Na2S2O3溶液15.00 mL 0.3000 mo1·L-1Na2S2O3溶液，需要BI3的物质的量0.015L×0.3000 mo1·L-1÷3=0.0015mol；该粗硼样品的纯度为0.0015mol×11g/mol÷0.0200 g×100%=82.5%；③若滴定管在使用前未用Na2S2O3标准溶液润洗，Na2S2O3标准溶液浓度偏低，消耗Na2S2O3标准溶液的体积偏大，测得样品的纯度将偏高；（6）从沉淀a中获得单质Mg的流程图。

考点：本题考查化学反应中的能量变化。