Question

硼及硼的化合物有着广泛的用途。请回答下列问题：

（1）硼在元素周期表中的位置为____________，硼元素有两种天然同位素¹⁰B和¹¹B，硼元素的近似相对原子质量为10.8，则两种同位素原子的原子个数之比为_____________。

（2）单质硼（B)在一定条件下与NaOH溶液反应生成NaBO₂和一种气体，请写出该反应的化学方程式__________________________。

（3）硼酸（H₃BO₃)是一种白色片状晶体，微溶于水，对人体的受伤组织有着和缓的防腐消毒作用。硼酸是一元弱酸，室温时0.1mol/L硼酸的pH为5，计算硼酸的电离常数数K=____________。

氟硼酸（HBF₄)是一种强酸，仅以离子状态存在于水中，请写出BF₄^-的电子式    ____________。

（4）B₂H₆是硼的一种气态氢化物，因组成与乙烷（C₂H₆）相似而被称为乙硼烷。

① 经测定B₂H₆中B原子最外层也满足8电子结构，由此推测B₂H₆与C₂H₆分子结构____________（填“相同”或“不相同”)。

②B₂H₆可由BF₃与NaBH₄在一定条件下反应制得，写出该反应的化学方程式_____________。

③B₂H₆是强还原剂，它与水反应生成H₃BO₃和H₂。若有0.1mol B₂H₆与水完全反应，则产生H₂在标准状况下的体积为____________L。

Answer

第二周期，第IIIA族 1∶4 2B + 2NaOH + 2H2O = 2NaBO2 + 3H2↑ 1.0×10－9 不相同 BF3 + 3NaBH4 = 2B2H6 + 3NaF 或4BF3 + 3NaBH4 = 2B2H6 + 3NaBF4 13.44

【解析】（1）硼的核电荷数为5，在元素周期表中的位置为第二周期，第IIIA族，有10B、11B两种核素，它们之间的关系互为同位素；硼元素的相对原子质量是10.8，则硼元素的摩尔质量是10.8g/mol，设10B和11B的物质的量分别是xmol、ymol，则M==10.8g/mol，x∶y=1∶4；

（2）单质硼（B)在一定条件下与NaOH溶液反应生成NaBO2和一种气体，根据原子守恒，此气体应为氢气，结合电子守恒及原子守恒，此反应的化学方程式2B + 2NaOH + 2H2O = 2NaBO2 + 3H2↑；

（3）电离方程式为：H3BO3+H2O⇌[B（OH）4]-+H+，室温时0.1mol/L硼酸的pH为5，硼酸的电离常数数K==1.0×10－9；BF4-的电子式为；

（4）① B原子的价电子数为3，而C原子的价电子数为4，当B2H6中B原子最外层也满足8电子结构时，B2H6与C2H6分子结构不可能相同；

②B2H6可由BF3与NaBH4在一定条件下反应制得，根据原子守恒可知该反应的化学方程式为BF3 + 3NaBH4 = 2B2H6 + 3NaF；

③B2H6是强还原剂，它与水反应生成H3BO3和H2，根据电子守恒和原子守恒，发生反应的化学方程式为B2H6+6H2O=2H3BO3+6H2，有0.1mol B2H6与水完全反应，则产生H2的物质的量为0.6mol，在标准状况下的体积为22.4L/mol×0.6mol=13.44L。