Question

5．硼酸（H₃BO₃）是一種一元弱酸，微溶于水，回答下列問題．
（1）H₃BO₃本身不能電離，只能通過結(jié)合來自水中的OH^-而釋放出H⁺，試寫出H₃BO₃溶液的電離方程式H₃BO₃+H₂O?[B（OH）₄]^-+H⁺，該物質(zhì)的電離方式和中學(xué)另一種常見物質(zhì)的電離相似，該物質(zhì)是（寫化學(xué)式）NH₃或Al（OH）₃；
（2）硼砂（Na₂B₄O₇^?10H₂O）是硼酸的一種重要鈉鹽，工業(yè)上可利用碳堿法制取，以下是某化工集團利用合成氨脫碳尾氣生產(chǎn)硼砂及其它化工產(chǎn)品的流程圖．

回答下列問題：
①合成氨常用CH₄與水蒸氣反應(yīng)，制取H₂的同時獲得脫碳尾氣（上述流程圖中的某物質(zhì)），所發(fā)生的化學(xué)方程式為CH₄+2H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CO₂+4H₂．
②輕質(zhì)碳酸鎂的組成可表示為xMgCO₃．yMg（OH）₂．zH₂O，某小組為測定其成份，準(zhǔn)確稱取2.33g樣品，充分加熱后稱得剩余物質(zhì)質(zhì)量為1.00g，所得氣體經(jīng)濃硫酸吸收，濃硫酸增重0.45g，則該輕質(zhì)碳酸鎂的化學(xué)式為：4MgCO₃•Mg（OH）₂•4H₂O．
③結(jié)合②中的結(jié)論，推測該工廠生產(chǎn)硼砂溶液的化學(xué)方程式為：10Mg₂B₂O₅+5Na₂CO₃+11CO₂+20H₂O=5Na₂B₄O₇+4[4MgCO₃．Mg（OH）₂.4H₂O]↓．
④a處的操作為：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶．
⑤該工藝可實現(xiàn)多種產(chǎn)品的聯(lián)產(chǎn)，其中屬于聯(lián)產(chǎn)產(chǎn)品的是abc．
a．輕質(zhì)碳酸鎂   b．輕質(zhì)氧化鎂   c．液態(tài)二氧化碳   d．純堿．

Answer 1

分析 （1）硼酸與水作用時，與水電離產(chǎn)生的OH-結(jié)合，生成[B（OH）₄]^-，離子方程式為：B（OH）₃+H₂O?H⁺+[B（OH）₄]^-；
（2）①甲烷與水反應(yīng)生成氫氣和二氧化碳；
②所得氣體經(jīng)濃硫酸吸收，濃硫酸增重0.45g，說明生成的水為0.45g，CO₂為：2.33g-1g-0.45g=0.88g；
xMgCO₃．yMg（OH）₂．zH₂O=（x+y）MgO+xCO₂↑+（y+z）H₂O
                         40（x+y）     44x    18（y+z）
                           1g      0.88g    0.45g，
解之得x=4，y=1，z=4；
③根據(jù)題意，Mg₂B₂O₅、Na₂CO₃、CO₂與H₂O反應(yīng)生成硼砂和輕質(zhì)碳酸鎂，注意方程式的配平；
④由硼砂溶液制取硼砂晶體需要蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶；
⑤由流程圖可知，輕質(zhì)碳酸鎂、輕質(zhì)氧化鎂、態(tài)二氧化碳都是產(chǎn)品，屬于聯(lián)產(chǎn)產(chǎn)品．

解答 解：（1）硼酸與水作用時，與水電離產(chǎn)生的OH-結(jié)合，生成[B（OH）₄]^-，離子方程式為：B（OH）₃+H₂O?H⁺+[B（OH）₄]^-；該物質(zhì)的電離方式與NH₃或Al（OH）₃ 與水的電離類似，Al（OH）₃+H₂O?[Al（OH）₄]^-+H⁺；
故答案為：H₃BO₃+H₂O?[B（OH）₄]^-+H⁺；NH₃或Al（OH）₃；
（2）①甲烷與水反應(yīng)生成氫氣和二氧化碳，方程式為CH₄+2H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CO₂+4H₂，故答案為：CH₄+2H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CO₂+4H₂；
②所得氣體經(jīng)濃硫酸吸收，濃硫酸增重0.45g，說明生成的水為0.45g，CO₂為：2.33g-1g-0.45g=0.88g；根據(jù)反應(yīng)：
xMgCO₃．yMg（OH）₂．zH₂O=（x+y）MgO+xCO₂↑+（y+z）H₂O
                          40（x+y） 44x    18（y+z）
                           1g     0.88g     0.45g，
解之得x=4，y=1，z=4；
故答案為：4MgCO₃•Mg（OH）₂•4H₂O；
③根據(jù)題意，Mg₂B₂O₅、Na₂CO₃、CO₂與H₂O反應(yīng)生成硼砂和輕質(zhì)碳酸鎂，方程式為10Mg₂B₂O₅+5Na₂CO₃+11CO₂+20H₂O=5Na₂B₄O₇+4[4MgCO₃．Mg（OH）₂.4H₂O]↓；
故答案為：10Mg₂B₂O₅+5Na₂CO₃+11CO₂+20H₂O=5Na₂B₄O₇+4[4MgCO₃．Mg（OH）₂.4H₂O]↓；
④由硼砂溶液制取硼砂晶體需要蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶；故答案為：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶；
⑤由流程圖可知，輕質(zhì)碳酸鎂、輕質(zhì)氧化鎂、態(tài)二氧化碳都是產(chǎn)品，屬于聯(lián)產(chǎn)產(chǎn)品；純堿是反應(yīng)物之一，不是產(chǎn)品，故答案為：abc．

點評 本題考查了硼砂的制備、復(fù)雜化學(xué)式的計算，題目難度稍大，計算是難點，計算時要充分利用題目所給數(shù)量關(guān)系和表中數(shù)據(jù)，根據(jù)質(zhì)量關(guān)系和質(zhì)量分數(shù)的概念快速解題．