Question

硼酸()为一元弱酸，广泛用于玻璃、医药、冶金、皮革等工业。回答下列问题：

(1)中B元素的化合价为______。

(2)已知：，的电离方程式为____，酸性：___(填“＞”或“＜”)。

(3)受热分解得到，和镁粉混合点燃可得单质B，写出生成单质B的化学方程式________，该反应中氧化剂和还原剂物质的量之比为______。

(4)可用于生产储氢材料NaBH₄。涉及的主要反应为：

Ⅰ.

Ⅱ.

①“反应Ⅰ”的类型为______(填标号)。

a.取代反应     b.加成反应           c.加聚反应       d.氧化反应

②NaH的电子式为____________。

③在碱性条件下，NaBH₄与CuSO₄溶液反应可得Cu和，其中H元素由价升高为价，该反应的离子方程式为______。

Answer

+3 H3BO3 + H2O H+ + [B(OH)4]- ＞ 3Mg+B2O32B + 3MgO 1:3 a BH+ 4Cu2+ + 8OH- ＝4Cu↓ + [B(OH)4]- + 4H2O

【解析】

(1)根据H为+1价，O为-2价，结合化合价规则计算硼酸中硼元素化合价；

(2)B、Al同主族，H3BO3的电离与氢氧化铝的相似，结合非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强分析解答；

(3)B2O3和镁粉混合点燃可得单质B，还生成MgO，结合氧化还原反应的规律分析解答；

(4)①硼酸可以改写为B(OH)3，结合方程式中结构的变化分析判断；②NaH由钠离子与氢负离子构成的；③碱性条件下，BH与Cu2+反应生成Cu、[B(OH)4]-，其中H元素由-1价升高为+1价，结合氧化还原反应的规律书写离子方程式。

(1)设H3BO3中B元素的化合价为x，则3×(+1)+x+3×(-2)=0，解得x=+3，故答案为：+3；

(2)由氢氧化铝的电离方程式可知，H3BO3的电离方程式为：H3BO3+H2O  H++[B(OH)4]-，非金属性B＞Al，故酸性：H3BO3＞Al(OH)3，故答案为：H3BO3+H2O  H++[B(OH)4]-；＞；

(3)B2O3和镁粉混合点燃可得单质B，属于置换反应，还生成MgO，反应的化学方程式为：3Mg+B2O32B+3MgO，反应中Mg元素的化合价升高，Mg被氧化，是还原剂，B2O3是氧化剂，反应中氧化剂和还原剂物质的量之比为1∶3，故答案为：3Mg+B2O3 2B+3MgO；1∶3；

(4)①反应中硼酸中的3个-OH被3个OCH3替代，属于取代反应，故答案为：a；

②NaH是由钠离子与氢负离子构成的，电子式为：，故答案为：；

③碱性条件下，BH4-与Cu2+反应生成Cu、[B(OH)4]-，其中H元素由-1价升高为+1价，根据得失电子守恒，Cu与[B(OH)4]-的物质的量之比为4∶1，结合电荷守恒、原子守恒，可知反应的离子方程式为：3BH+4Cu2++8OH-=4Cu↓+[B(OH)4]-+4H2O，故答案为：3BH+4Cu2++8OH-=4Cu↓+[B(OH)4]-+4H2O。