Question

硼是廣泛存在于自然界的非金屬元素，硼及其化合物具有廣泛的用途．
（1）工業(yè)上冶煉硼可用熱還原法或電解法等
 ①試寫出Mg還原B₂O₃的化學(xué)方程式

 

；
②電解熔融B₂O₃（非電解質(zhì)）及助溶劑，電解總反應(yīng)為：2B₂O₃═4B+3O₂↑．則陰極的電極反應(yīng)式為

 

；
（2）配平下列方程式：

 

 B+

 

 OH^-+

 

 NO₃^---

 

 BO₂^-+

 

 NO₂^-+

 

（3）無機物B₃N₃H₆是一種平面結(jié)構(gòu)分子，有兩種化學(xué)環(huán)境不同的氫，核磁共振硼譜顯示只有一種化學(xué)環(huán)境的B，其結(jié)構(gòu)和性質(zhì)與苯十分相似該無機物的結(jié)構(gòu)式可能為

 

；
（4）0.1mol/LNa₂[B₄O₅（OH）₄]溶液pH約為9.6，能水解生成H₃BO₃和B（OH）₄^-．
①則Na₂[B₄O₅（OH）₄]水解反應(yīng)的離子方程式為

 

；
②硼酸溶液電離出B（OH）₄^-的電離方程式為

 

；
③Na₂[B₄O₅（OH）₄]溶液中c（H₃BO₃）

 

c[B（OH）₄^-]（選填：“＞”、“＜”、“=”）

Answer 1

考點：電解原理,離子方程式的書寫,氧化還原反應(yīng)方程式的配平

專題：

分析：（1）①Mg還原B₂O₃生成硼和氧化鎂；
②電解時陰極發(fā)生還原反應(yīng)，據(jù)反應(yīng)前后化合價變化書寫；
（2）B由0價升高到BO₂^-的+3價，NO₃^-中的氮由+5價降到NO₂^-中的氮由+3價，根據(jù)得失電子守恒配平；
（3）B和N都是三鍵結(jié)構(gòu)，B₃N₃H₆是平面結(jié)構(gòu)分子，有兩種化學(xué)環(huán)境不同的氫，¹¹BNMR譜只有一組峰，和苯環(huán)類似，以此推斷；
（4）Na₂[B₄O₅（OH）₄]溶液pH約為9.6，能水解生成H₃BO₃和B（OH）₄^-，可據(jù)原子守恒寫出①②的方程式；據(jù)Na₂[B₄O₅（OH）₄]溶液pH約為9.6，能水解生成H₃BO₃和B（OH）₄^-，結(jié)合②可知，H₃BO₃電離除生成B（OH）₄^-外還生成H⁺，會導(dǎo)致c（H⁺）增大，而溶液顯堿性，應(yīng)是B（OH）₄^-減少，水解生成B（OH）₃和OH^-．

解答： 解：（1）①Mg還原B₂O₃生成硼和氧化鎂，方程式為：B₂O₃+3Mg=2B+3MgO，故答案為：B₂O₃+3Mg=2B+3MgO；
②電解時陰極發(fā)生還原反應(yīng)，生成B的反應(yīng)為：B₂O₃+6e^-═2B+3O^2-，故答案為：B₂O₃+6e^-═2B+3O^2-；
（2）B由0價升高到BO₂^-的+3價，NO₃^-中的氮由+5價降到NO₂^-中的氮由+3價，根據(jù)得失電子守恒，則B×2，NO₃^-×3，所配的方程式為2B+2OH^-+3NO₃^-═2BO₂^-+3NO₂^-+H₂O，故答案為：2；2；3；2；3；H₂O；
（3）B和N都是三鍵結(jié)構(gòu)，B₃N₃H₆是平面結(jié)構(gòu)分子，有兩種化學(xué)環(huán)境不同的氫，¹¹BNMR譜只有一組峰，和苯環(huán)類似，N與B之間單雙鍵交替，結(jié)構(gòu)為
，故答案為：；
（4）①Na₂[B₄O₅（OH）₄]能水解生成H₃BO₃和B（OH）₄^-，可據(jù)原子守恒和電荷守恒寫出其水解方程式：B₄O₅（OH）₄^2-+5H₂O=2H₃BO₃+2B（OH）₄^-，
故答案為：B₄O₅（OH）₄^2-+5H₂O=2H₃BO₃+2B（OH）₄^-；
②硼酸電離出四羥基和硼酸根和氫離子，方程式為：H₃BO₃+H₂O?B（OH）₄^-+H⁺，故答案為：H₃BO₃+H₂O?B（OH）₄^-+H⁺；
③Na₂[B₄O₅（OH）₄]溶液pH約為9.6，能水解生成H₃BO₃和B（OH）₄^-，硼酸電離顯酸性，四羥基和硼酸根離子水解顯堿性，可見水解程度大，所以c（H₃BO₃）大，
故答案為：＞．

點評：本題考查角度獨到，有一定難度，特別是（3）的③，水解后產(chǎn)物水解導(dǎo)致溶液顯堿性，不太適合學(xué)生練習(xí)．