Question

硼氢化锰[Mn(BH₄)₂]可以用作储氢材料，也能用于科学研究。以富锰渣(含60％MnO，还含有SiO₂、Al₂O₃、CaO、FeO)为原料制备硼氢化锰的工艺流程如下。

已知几种氢氧化物的K_sp的值如下表：

请回答下列问题：

(1)NaBH₄中B的化合价为__________价。

(2)下列物质中与滤渣1不发生反应(高温或常温下)的是_________(填字母)。

A.浓硝酸     B.氢氧化钠溶液      C.碳酸钠      D.氢氟酸

(3)“氧化”中发生反应的离子方程式为__________，该反应中氧化性：Fe^3＋__________(填“>”或“<”)MnO₂。

(4)“中和”时，调节pH约为__________。(当溶液中的离子浓度小于1.0×10^－5 mol·L^－1时，沉淀达到完全，结果保留2位有效数字)

(5)Mn(BH₄)₂能与稀盐酸反应生成H₃BO₃，该反应的化学方程式为_____________。

Answer

+3 A 2Fe2++MnO2+4H+=2Fe3++Mn2++2H2O ＜ 4.7 Mn(BH4)2+2HCl+6H2O= 2H3BO3+ MnCl2+8H2↑

【解析】

富锰渣(含60％MnO，还含有SiO2、Al2O3、CaO、FeO)中加入盐酸浸出，MnO、Al2O3、CaO、FeO溶解生成Al3+、Ca2+、Fe2+和Mn2+，SiO2不溶，形成滤渣1；加入氧化剂二氧化锰，将亚铁离子氧化为铁离子，再加入五氧化二磷萃取出铁离子，然后用MnCO3调节溶液pH，使Al3+形成氢氧化铝除去，滤渣2为氢氧化铝，再加入MnSO4除去Ca2+，得到的滤液3为MnCl2溶液，经过一系列操作得到氯化锰晶体，加入NaBH4经过重结晶得到硼氢化锰[Mn(BH4)2]，据此分析解答。

(1)NaBH4中Na为+1价，H为-1价，则B为+3价，故答案为：+3；

(2)根据上述分析，滤渣1为SiO2。A.浓硝酸与二氧化硅不能反应，故A选；B.氢氧化钠溶液能够与二氧化硅反应生成硅酸钠，故B不选；C.碳酸钠在高温下能够与二氧化硅反应生成二氧化碳和硅酸钠，故C不选；D.常温下，氢氟酸能够与二氧化硅反应生成四氟化硅，故D不选；故答案为：A；

(3)“氧化”中是酸性溶液中二氧化锰将亚铁离子氧化生成铁离子，反应的离子方程式为2Fe2++MnO2+4H+=2Fe3++Mn2++2H2O，反应中二氧化锰是氧化剂，亚铁离子为还原剂，氧化性：Fe3＋＜MnO2，故答案为：2Fe2++MnO2+4H+=2Fe3++Mn2++2H2O；＜；

(4)根据几种氢氧化物的Ksp的值，“中和”的目的是沉淀Al3+形成氢氧化铝，而不能影响Mn2+，当溶液中Al3+浓度小于1.0×10－5 mol·L－1时，沉淀达到完全，此时，c(OH-)==mol·L－1=×10－9 mol·L－1，c(H+)=mol·L－1=2.2×10－5 mol·L－1，pH=-lg(2.2×10－5)=4.7，故答案为：4.7；

(5)Mn(BH4)2能与稀盐酸反应生成H3BO3，Mn(BH4)2中H的化合价由-1价升高到0价，HCl和水中H由+1价降低到0价形成氢气，同时生成氯化锰，反应的化学方程式为Mn(BH4)2+2HCl+6H2O= 2H3BO3+ MnCl2+8H2↑，故答案为：Mn(BH4)2+2HCl+6H2O= 2H3BO3+ MnCl2+8H2↑。