Question

硼镁泥是硼镁矿生产硼砂(Na₂B₄O₇·l0H₂O)时的废渣，其主要成分是MgO，还含有CaO、Al₂O₃、Fe₂O₃、FeO、MnO、B₂O₃、SiO₂等杂质。以硼镁泥为原料制取的七水硫酸镁在印染、造纸和医药等工业上都有广泛的应用。硼镁泥制取七水硫酸镁的工艺流程如图：

（1）滤渣A的主要成分是___。

（2）滤渣B中含有不溶于稀盐酸的黑色固体，则滤渣B含有的成分有___，加MgO并煮沸的目的是___。

（3）写出加NaClO过程中锰元素发生反应的离子方程式___。

（4）趁热过滤的目的是___。

（5）因B₂O₃溶于硫酸，所以此法制备的七水硫酸镁含有少量硼酸(H₃BO₃)，硼酸与NaOH溶液反应可制得硼砂，写出该反应的化学方程式___。失去结晶水的硼砂与金属钠、氢气及石英砂一起反应可制备有机化学中的“万能还原剂-NaBH₄”和另一种钠盐，写出其反应的化学方程式___。

Answer

SiO2、CaSO4 Al(OH)3、Fe(OH)3、MnO2 调高溶液pH，促进Al3+，Fe3+完全水解成氢氧化物沉淀而除去 Mn2++ClO-+H2O=MnO2↓+Cl-+2H+ 防止MgSO4在温度降低时结晶析出 4H3BO3+2NaOH+3H2O=Na2B4O7·10H2O Na2B4O7+16Na+8H2+7SiO2=4NaBH4+7Na2SiO3

【解析】

硼镁泥主要成份是MgO，还有CaO、Al2O3、Fe2O3、FeO、MnO、B2O3、SiO2等杂质，加入硫酸，MgO、CaO、Al2O3、Fe2O3、FeO、MnO、B2O3都和硫酸反应，SiO2不与硫酸反应，次氯酸钠具有强氧化性，加入的NaClO可与Mn2+反应生成MnO2，把亚铁离子氧化成铁离子，加MgO调节pH，溶液pH升高，铁离子生成氢氧化铁沉淀，铝离子形成氢氧化铝沉淀，过滤，滤渣B含有Fe（OH）3、Al（OH）3、MnO2，蒸发浓缩滤液，趁热过滤，滤渣C为硫酸钙晶体，滤液中含镁离子，蒸发冷却结晶得到硫酸镁晶体。

（1）硼镁泥主要成份是MgO，还有CaO、Al2O3、Fe2O3、FeO、MnO、B2O3、SiO2等杂质，加入硫酸，MgO、CaO、Al2O3、Fe2O3、FeO、MnO、B2O3都和硫酸反应，CaSO4微溶于水，SiO2不与硫酸反应，所以滤渣A的主要成分是SiO2、CaSO4。

（2）加MgO调节pH，溶液pH升高，铁离子生成氢氧化铁沉淀，铝离子形成氢氧化铝沉淀，滤渣B中含有不溶于稀盐酸的黑色固体，黑色固体是Mn2+被NaClO氧化的产物MnO2，则滤渣B含有的成分有Al(OH)3、Fe(OH)3、MnO2，加MgO并煮沸的目的是调高溶液pH，促进Al3+，Fe3+完全水解成氢氧化物沉淀而除去。

（3）加NaClO过程中Mn2+被氧化为MnO2，发生反应的离子方程式是Mn2++ClO-+H2O=MnO2↓+Cl-+2H+。

（4）硫酸镁的溶解度随温度升高而增大，趁热过滤可以防止MgSO4在温度降低时结晶析出。

（5）硼酸与NaOH溶液反应可制得硼砂，该反应的化学方程式是4H3BO3+2NaOH+3H2O=Na2B4O7·10H2O。失去结晶水的硼砂与金属钠、氢气及石英砂一起反应可制备有机化学中的“万能还原剂-NaBH4”和另一种钠盐，根据元素守恒，另一种钠盐是Na2SiO3，反应的化学方程式是Na2B4O7+16Na+8H2+7SiO2=4NaBH4+7Na2SiO3。