Question

【題目】NaBH4容易與H+反應(yīng)產(chǎn)生氫氣而成為儲(chǔ)氫材料研究的熱點(diǎn)。以硼酸為原料制備NaBH4的一種工藝流程如下圖所示：

已知: ①H3BO3電離：H3BO3+H2O[B(OH)4]-+H+

②反應(yīng)1: H3BO3+3CH3OH B(OCH3)3+3H2O

③反應(yīng)2:B(OCH3)3+4NaH= NaBH4+ 3CH3ONa

(1)H3BO3是____元酸，NaH的電子式為_______________。

(2)NaBH4與水劇烈反應(yīng)放出H2。反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________。

(3)反應(yīng)1屬于______(填有機(jī)反應(yīng)類型)，反應(yīng)過(guò)程中蒸出B(OCH3)3的目的是__________。

(4)“水解”時(shí)產(chǎn)生的大量NaOH，減緩了NaBH4與水的反應(yīng)。在該步驟中，與水反應(yīng)生成大量NaOH的物質(zhì)是_________。

(5)“分離”后得到NaBH4的異丙醇溶液。操作甲是_____________。

(6)上述流程中可以循環(huán)使用的物質(zhì)是____________。

(7)以惰性電極電解Na[B(OH)4]與NaOH 混合溶液也能制得NaBH4。陰極的電極反應(yīng)式為___。

Answer 1

【答案】 一 NaBH4＋4H2O＝Na[B(OH)4]＋4H2↑ 取代（或酯化）反應(yīng) 降低生成物的濃度，有利于反應(yīng)1向正反應(yīng)方向移動(dòng) CH3ONa、NaH 蒸餾 CH3OH、異丙醇 [B(OH)4] －＋8e－＋4H2O＝BH4-＋8OH－

【解析】考查化學(xué)工藝流程，（1）判斷某酸屬于幾元酸，看電離出H＋的個(gè)數(shù)，根據(jù)信息①，H3BO3只能電離出一個(gè)H＋，因此H3BO3屬于一元酸；NaH中Na顯＋1價(jià)，H顯－1價(jià)，NaH屬于離子化合物，因此NaH的電子式為；（2）NaBH4中Na顯＋1價(jià)，B顯＋3價(jià)，H顯－1價(jià)，H2O的H顯＋1價(jià)，因此發(fā)生化學(xué)方程式為NaBH4＋4H2O=NaB(OH)4＋4H2↑；（3）根據(jù)信息②，CH3OH屬于醇，H3BO3屬于含氧酸，因此CH3OH與H3BO3發(fā)生取代反應(yīng)或酯化反應(yīng)；信息②，反應(yīng)1屬于可逆反應(yīng)，蒸出B(OCH3)3，降低生成物的濃度，促使反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，提高原料的利用；（4）反應(yīng)2中加入NaH，水解時(shí)加入H2O，因此NaH與H2O反應(yīng)：NaH＋H2O=NaOH＋H2↑，CH3ONa＋H2O=CH3OH＋NaOH，因此該步驟中，與水反應(yīng)生成大量的NaOH的物質(zhì)是NaH和CH3ONa；（5）NaHB4的異丙醇溶液，它們互為混合，利用其沸點(diǎn)不同，采用蒸餾的方法進(jìn)行分離；（6）根據(jù)流程，循環(huán)使用的物質(zhì)是CH3OH和異丙醇；（7）制備NaBH4，H的化合價(jià)降低，在陰極上得到電子，因此陰極反應(yīng)式為[B(OH)4] －＋8e－＋4H2O＝BH4－＋8OH－。