Question

2．硼及其化合物在工業(yè)上有許多用途．以鐵硼礦（主要成分為Mg₂B₂O₅•H₂O和Fe₃O₄，還有少量Fe₂O₃、FeO、CaO、Al₂O₃和SiO₂等）為原料制備硼酸（H₃BO₃）的工藝流程如圖所示：

回答下列問題：
（1）寫出Mg₂B₂O₅•H₂O與硫酸反應的化學方程式Mg₂B₂O₅•H₂O+2H₂SO₄═2MgSO₄+2H₃BO₃．為提高浸出速率，除適當增加硫酸濃度外，還可采取的措施有提高反應溫度、減少鐵硼礦粉粒徑 （寫出兩條）
（2）利用Fe₃O₄ 的磁性，可將其從“浸渣”中分離，“浸渣”中還剩余的物質(zhì)是SiO₂、CaSO₄ （化學式）．
（3）“凈化除雜”需先加H₂O₂溶液，作用是_將Fe²⁺氧化為Fe³⁺_，然后在調(diào)節(jié)溶液的pH約為5，目的是使Al³⁺與Fe³⁺形成氫氧化物沉淀而除去．
（4）以硼酸為原料可制得硼氫化鈉（NaBH₄），它是有機合成中的重要還原劑，其電子式為．

Answer 1

分析 以鐵硼礦（主要成分為Mg₂B₂O₅•H₂O和Fe₃O₄，還有少量Fe₂O₃、FeO、CaO、Al₂O₃和SiO₂等）為原料制備硼酸（H₃BO₃），由流程可知，加硫酸溶解，F(xiàn)e₃O₄、SiO₂不溶，CaO轉(zhuǎn)化為微溶于水的CaSO₄，F(xiàn)e₃O₄具有磁性，可以采用物理方法分離，濾渣1的成分為SiO₂和CaSO₄；
“凈化除雜”需先加H₂O₂溶液，將Fe ²⁺轉(zhuǎn)化為Fe ³⁺，調(diào)節(jié)溶液的pH約為5，使Fe³⁺、Al³⁺均轉(zhuǎn)化為沉淀，則濾渣為Al（OH）₃、Fe（OH）₃，然后蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾分離出H₃BO₃，
（1）Mg₂B₂O₅•H₂O與硫酸反應生成硫酸鎂和硼酸；
（2）四氧化三鐵具有磁性，F(xiàn)e₃O₄、SiO₂不溶于稀硫酸，CaSO₄屬于微溶物；
（3）雙氧水具有氧化性，能將還原性亞鐵離子氧化生成鐵離子；條件溶液的pH在5左右時Fe³⁺、Al³⁺均轉(zhuǎn)化為沉淀；
（4）NaBH₄為離子化合物，含離子鍵、共價鍵，其電子式為；

解答 解：以鐵硼礦（主要成分為Mg₂B₂O₅•H₂O和Fe₃O₄，還有少量Fe₂O₃、FeO、CaO、Al₂O₃和SiO₂等）為原料制備硼酸（H₃BO₃），由流程可知，加硫酸溶解，F(xiàn)e₃O₄、SiO₂不溶，CaO轉(zhuǎn)化為微溶于水的CaSO₄，F(xiàn)e₃O₄具有磁性，可以采用物理方法分離，濾渣1的成分為SiO₂和CaSO₄；
“凈化除雜”需先加H₂O₂溶液，將Fe ²⁺轉(zhuǎn)化為Fe ³⁺，調(diào)節(jié)溶液的pH約為5，使Fe³⁺、Al³⁺均轉(zhuǎn)化為沉淀，則濾渣為Al（OH）₃、Fe（OH）₃，然后蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾分離出H₃BO₃，
（1）Mg₂B₂O₅•H₂O與硫酸反應生成硫酸鎂和硼酸，反應方程式為Mg₂B₂O₅•H₂O+2H₂SO₄═2MgSO₄+2H₃BO₃，
故答案為：Mg₂B₂O₅•H₂O+2H₂SO₄═2MgSO₄+2H₃BO₃；
（2）利用Fe₃O₄的磁性，可將其從“浸渣”中分離．“浸渣”中還剩余的物質(zhì)是SiO₂、CaSO₄，
故答案為：Fe₃O₄；SiO₂、CaSO₄；
（3）“凈化除雜”需先加H₂O₂溶液，作用是將亞鐵離子氧化為鐵離子．然后在調(diào)節(jié)溶液的pH約為5，目的是使鐵離子、鋁離子形成氫氧化物沉淀而除去，
故答案為：將Fe²⁺氧化為Fe³⁺；使Al³⁺與Fe³⁺形成氫氧化物沉淀而除去；
（4）NaBH₄為離子化合物，含離子鍵、共價鍵，其電子式為，
故答案為：．

點評 本題考查物質(zhì)分離和提純的綜合應用，為高頻考點，涉及基本實驗操作、化學用語、氧化還原反應等知識點，把握實驗流程及發(fā)生的反應、混合物分離提純方法為解答的關鍵，側(cè)重分析與實驗能力的綜合考查，題目難度中等．