【題目】單質(zhì)硼(B)及其化合物在化學工業(yè)中有諸多用途。工業(yè)上以硼鎂礦(主要成分為Mg2B2O5·H2O,還含有少量的Fe2O3、FeO)為原料制備單質(zhì)B的工藝流程如圖所示:

請回答下列問題:

(1)礦石中所含Fe元素在周期表中的位置_________

(2)結(jié)合題目信息與元素周期律的有關知識,硼元素及其化合物的說法正確的是________;

A. 向碳酸氫鈉溶液中滴加飽和硼酸溶液,有氣泡產(chǎn)生

B. Al2O3為兩性氧化物,可推知B2O3為兩性氧化物

C. BF3分子中所有原子均達到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)

D. 已知硼能與NaOH溶液反應,方程式為:2B+2NaOH+6H2O=2NaB(OH)4+3H2

(3)上述流程中的①、②、③步驟中都用到了同一種分離方法叫___________;

(4)NaB(OH)4是硼酸的鈉鹽,組成該鹽的四種元素原子半徑由大到小的順序為_________,硼氫化鈉(NaBH4)是有機合成中的重要還原劑,其中B+3價,NaBH4電子式_________,所含化學鍵類型________________;

(5)寫出步驟⑤的化學方程式___________________

(6)硼酸(H3BO3)是一元弱酸,工業(yè)上可以用電解NaB(OH)4溶液的方法來制備硼酸,同時得到氫氧化鈉。其工作原理如圖所示(陽離子交換膜和陰離子交換膜分別只允許陽離子、陰離子通過)。下列說法錯誤的是___________。

A . e與電源的負極相連接

B. 當電路中通過3mol電子時,可得到1mol H3BO3

C. 產(chǎn)品室中發(fā)生反應的離子方程式:H++B(OH)4==H3BO3+H2O

D. a、c為陰離子交換膜,b為陽離子交換膜

E. M室的電極反應式為:4OH4e=O2↑+2H2O

【答案】第四周期第Ⅷ族 D 過濾 NaBOH 離子鍵 共價鍵 B2O3+3Mg2B+3MgO BD

【解析】

工業(yè)上以硼鎂礦(主要成分為Mg2B2O5·H2O,還含有少量的Fe2O3、FeO)為原料制備單質(zhì)B。硼鎂礦用氫氧化鈉溶液浸取后生成NaB(OH)4溶液,過濾除去雜質(zhì)后,濾液NaB(OH)4經(jīng)過濃縮后通入二氧化碳得到Na2B4O7·10 H2O晶體,用稀硫酸溶解可以得到硼酸(H3BO3)晶體,過濾出的硼酸加熱脫水生成B2O3,B2O3用鎂還原生成粗硼。根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)和題示信息分析解答。

(1)Fe26號元素,在周期表中位于第四周期第VⅢ族,故答案為:第四周期第VⅢ族;

(2)A.硼的非金屬性比碳弱,故硼酸的酸性弱于碳酸。因此,向碳酸氫鈉溶液中滴加飽和硼酸溶液,不能生成碳酸,不會有氣泡產(chǎn)生,故A錯誤;B. 根據(jù)對角線規(guī)則可知,BSi位于元素周期表中對角線的位置,故兩者性質(zhì)相似,SiO2為酸性氧化物,可推知B2O3也是酸性氧化物,且由流程可知,硼酸不溶于硫酸,故B錯誤;C. BF3分子中B原子為6電子結(jié)構(gòu),F原子為8電子結(jié)構(gòu),故C錯誤;D.硼能與NaOH溶液反應,結(jié)合鋁與氫氧化鈉反應的方程式可知,硼與NaOH溶液反應的方程式為:2B+2NaOH+6H2O==2NaB(OH)4+3H2,故D正確;故選D

(3)根據(jù)流程圖,上述流程中的①、②、③步驟都是分離固體和溶液,都可以通過過濾分離,故答案為:過濾;

(4)一般而言,電子層數(shù)越多,半徑越大,電子層數(shù)相同,原子序數(shù)越大,半徑越小,NaB(OH)4中的四種元素原子半徑由大到小的順序為NaBOH,硼氫化鈉(NaBH4)屬于離子化合物,其中B+3價,則H-1價,NaBH4的電子式為,含有離子鍵和極性鍵,故答案為:NaBOH; ;離子鍵、共價鍵(或極性鍵)

(5)步驟⑤中B2O3用鎂還原生成粗硼,反應的化學方程式為B2O3+3Mg2B+3MgO,故答案為:B2O3+3Mg2B+3MgO;

(6)A . 根據(jù)圖示,原料室中的B(OH)4-通過b膜進入產(chǎn)品室,M室中氫離子通過a膜進入產(chǎn)品室,則M室為陽極室,d與電源的正極連接,e與電源的負極相連接,故A正確;B. 產(chǎn)品室發(fā)生反應為:H++[B(OH)4]-=H3BO3+H2O,MN室電極反應式分別為2H2O-4e-=O2↑+4H+、2H2O+2e-=H2↑+2OH-M室生成1molH+,理論上可以生成1mol H3BO3,即電路中通過1mol電子時,可得到1mol H3BO3,故B錯誤;C. 原料室中的B(OH)4-通過b膜進入產(chǎn)品室,M室中氫離子通過a膜進入產(chǎn)品室,產(chǎn)品室中發(fā)生反應的離子方程式:H++B(OH)4==H3BO3+H2O,故C正確;D. 原料室中的B(OH)4-通過b膜進入產(chǎn)品室,M室中氫離子通過a膜進入產(chǎn)品室,鈉離子通過C膜進入N室,N室可以得到NaOH,則b膜為陰離子交換膜、a和c為陽離子交換膜,故D錯誤;E. M室為陽極室,水放電生成氫離子,電極反應式為:4OH4e=O2↑+2H2O,故E正確;故答案為:BD。

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】為驗證鹵素單質(zhì)氧化性的相對強弱,某小組用下圖所示裝置進行實驗(夾持儀器已略去,氣密性已檢驗)

實驗過程:

Ⅰ.打開彈簧夾,打開活塞a,滴加濃鹽酸。

Ⅱ.BC中的溶液都變?yōu)辄S色時,夾緊彈簧夾。

Ⅲ.B中溶液由黃色變?yōu)樽丶t色時,關閉活塞a。

Ⅳ.……

(1)A中產(chǎn)生黃綠色氣體,其化學方程式是_____________。

(2)驗證氯氣的氧化性強于碘的實驗現(xiàn)象是__________

(3)B中溶液發(fā)生反應的離子方程式是______。

(4)為驗證溴的氧化性強于碘,過程的操作和現(xiàn)象是____________

(5)過程實驗的目的是_________________。

(6)氯、溴、碘單質(zhì)的氧化性逐漸減弱的原因:同主族元素從上到下____,得電子能力逐漸減弱。

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法正確的是(  )

A. 常溫下,1L 0.1mol·L-1醋酸鈉溶液中加入醋酸至溶液為中性,則溶液含醋酸根離子數(shù)0.1NA

B. 6g SiO2晶體中含有Si-O鍵的數(shù)目為0.2NA

C. 1mol乙酸與足量的乙醇發(fā)生酯化反應,生成乙酸乙酯分子數(shù)為NA

D. 某溫度下, pH=2H2SO4溶液中,硫酸和水電離的H+總數(shù)為0.01NA

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】某溫度下,V mL不飽和NaNO3溶液a g,蒸發(fā)掉b g水或加入b g NaNO3固體(恢復到原溫度)均可使溶液達到飽和,則下列各量的計算結(jié)果正確的是(  )

A. 該溫度下NaNO3的溶解度為50 g

B. 原不飽和溶液的密度為g·mL1

C. 原不飽和溶液中NaNO3的質(zhì)量分數(shù)為%

D. 原不飽和溶液中NaNO3的物質(zhì)的量濃度為mol·L1

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】苯環(huán)結(jié)構(gòu)中,不存在單雙鍵交替結(jié)構(gòu),可以作為證據(jù)的事實是(

苯不能使酸性 KMnO4 溶液褪色苯分子中碳原子間的距離均相等苯能在一定條件下跟 H2 加成生成環(huán)己烷經(jīng)實驗測得間二甲苯僅一種結(jié)構(gòu)苯在 FeBr3 存在條件下與液溴發(fā)生取代反應,但不因化學變化而使溴水褪色

A.②③⑤B.①②④⑤C.①②⑤D.①②③④

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】右圖1為甲烷和O2構(gòu)成的燃料電池示意圖,電解質(zhì)溶液為KOH溶液,圖2為電解AlCl3溶液的裝置,電極材料均為石墨。用該裝置進行實驗,反應開始后觀察到x電極附近出現(xiàn)白色沉淀。下列說法正確的是

A. 圖2中Y電極為陰極

B. 圖2中總反應的化學方程式為:2AlCl3+6H2O22Al(OH)3↓+3Cl2↑+3H2

C. 圖1中電解質(zhì)溶液的pH增大

D. 圖1中的a 電極反應式為:CH4-8e-+8OH-=CO2+6H2O

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】對于4NH3(g) + 3O2(g) = 2N2(g) + 6 H2O(g) 的反應來說,以下化學反應速率的表示中反應速率最快的是

A. v(NH3)=0.6 mol L-1min-1B. v(O2) =0.4 mol L-1min-1

C. v(N2)=0.2 mol L-1min-1D. v(H2O) =0.3 mol L-1min-1

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】下列說法中正確的是( )

A. 中燃燒可以生成的混合物

B. 在入?诘匿撹F閘門上裝一定數(shù)量的銅塊可防止閘門被腐蝕

C. 相同溫度下,在同濃度的溶液中的溶解度不相同

D. 電解精煉銅時,同一時間內(nèi)陰極析出銅的質(zhì)量比陽極溶解銅的質(zhì)量小

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】常溫下,向20mL0.1氨水中滴加一定濃度的稀鹽酸,溶液中由水電離的氫離子濃度隨加入鹽酸體積的變化如圖所示。則下列說法正確的是

A. 常溫下,0.1氨水中的電離常數(shù)K約為

B. a、b之間的點一定滿足,

C. c點溶液中

D. d點代表兩溶液恰好完全反應

查看答案和解析>>

同步練習冊答案