Question

硼及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿(主要成分为 Mg₂B₂O₅·H₂O 和 Fe₃O₄， 还有少量 Fe₂O₃、FeO、CaO、Al₂O₃ 和 SiO₂ 等)为原料制备硼酸(H₃BO₃)的工艺流程如图所 示：

回答下列问题：

(1)Mg₂B₂O₅·H₂O 与硫酸反应产物为 H₃BO₃ 和硫酸镁，该反应的离子方程式为：____________________。

(2)利用___________的磁性，可将其从“浸渣”中分离。“浸渣”中还剩余的物质是_______________。 (写化学式)

(3)“净化除杂”需先加 H₂O₂ 溶液将 Fe²⁺氧化，该反应的离子方程式为：_______；然后再调节溶液的 pH 约为 5，目的是使 Fe³⁺与 Al³⁺形成氢氧化物沉淀而除去。

(4)“粗硼酸”中的主要杂质是_______(填化学式)。

Answer

Mg2B2O5·H2O＋2H2SO4═2MgSO4＋2H3BO3 Fe3O4 SiO2、CaSO4

【解析】

以铁硼矿(主要成分为Mg2B2O5·H2O和Fe3O4，还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)为原料制备硼酸(H3BO3)，由流程可知，加硫酸溶解，Fe3O4、SiO2不溶，CaO转化为微溶于水的CaSO4，Fe3O4具有磁性，可以采用物理方法分离，浸渣中还有的成分为SiO2和CaSO4； “净化除杂”需先加H2O2溶液，将Fe2＋转化为Fe3＋，调节溶液的pH约为5，使Fe3＋、Al3＋均转化为沉淀，则滤渣为Al(OH)3、Fe(OH)3，然后蒸发浓缩、冷却结晶、过滤分离出H3BO3，以此解答该题。

(1)Mg2B2O5·H2O与硫酸反应生成硫酸镁和硼酸，反应方程式为Mg2B2O5·H2O＋2H2SO4═2MgSO4＋2H3BO3，

故答案为：Mg2B2O5·H2O＋2H2SO4═2MgSO4＋2H3BO3；

(2)利用Fe3O4的磁性，可将其从“浸渣”中分离。“浸渣”中还剩余的物质是SiO2、CaSO4，

故答案为：Fe3O4；SiO2、CaSO4；

(3)“净化除杂”需先加H2O2溶液，作用是将亚铁离子氧化为铁离子，反应的离子方程式为： ，然后再调节溶液的pH约为5，目的是使铁离子、铝离子形成氢氧化物沉淀而除去，

故答案为：；

(4)最后浓缩结晶时硫酸镁易结合水以晶体析出，则“粗硼酸”中的主要杂质是七水硫酸镁()，故答案为：；