Question

【題目】硼及其化合物在工業上有許多用途．以鐵硼礦（主要成分為Mg2B2O5H2O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Mg2B2O5H2O與硫酸反應的化學方程式 ． 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（寫出兩條）．
（2）利用的磁性，可將其從“浸渣”中分離．“浸渣”中還剩余的物質是（化學式）．
（3）“凈化除雜”需先加H2O2溶液，作用是 ． 然后在調節溶液的pH約為5，目的是
（4）“粗硼酸”中的主要雜質是（填名稱）．
（5）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 ．
（6）單質硼可用于生成具有優良抗沖擊性能硼鋼．以硼酸和金屬鎂為原料可制備單質硼，用化學方程式表示制備過程 ．

Answer 1

【答案】
（1）Mg2B2O5?H2O+2H2SO4 2H3BO3+2MgSO；提高反應溫度或減小鐵硼礦粉粒徑
（2）Fe3O4； SiO2、CaSO4
（3）將亞鐵離子氧化為鐵離子；使鐵離子、鋁離子形成氫氧化物沉淀而除去
（4）七水硫酸鎂
（5）
（6）2H3BO3 B2O3+3H2O、B2O3+3Mg 2B+3MgO
【解析】解：以鐵硼礦（主要成分為Mg2B2O5H2O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，加硫酸溶解只有SiO2不溶，CaO轉化為微溶于水的CaSO4，“凈化除雜”需先加H2O2溶液，將亞鐵離子轉化為鐵離子，調節溶液的pH約為5，使鐵離子、鋁離子均轉化為沉淀，則濾渣為氫氧化鋁、氫氧化鐵，然后蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾分離出H3BO3，（1）Mg2B2O5H2O與硫酸反應的化學方程式Mg2B2O5H2O+2H2SO4 2H3BO3+2MgSO4，為提高浸出速率，除適當增加硫酸濃度濃度外，還可采取的措施有提高反應溫度或減小鐵硼礦粉粒徑等，所以答案是：Mg2B2O5H2O+2H2SO4 2H3BO3+2MgSO4；提高反應溫度或減小鐵硼礦粉粒徑；（2）利用Fe3O4的磁性，可將其從“浸渣”中分離．“浸渣”中還剩余的物質是SiO2、CaSO4，所以答案是：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．然后在調節溶液的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，

所以答案是：將亞鐵離子氧化為鐵離子；使鐵離子、鋁離子形成氫氧化物沉淀而除去；（4）最后濃縮結晶時硫酸鎂易結合水以晶體析出，則“粗硼酸”中的主要雜質是七水硫酸鎂，所以答案是：七水硫酸鎂； （5）NaBH4為離子化合物，含離子鍵、共價鍵，其電子式為 ，所以答案是： ；（6）以硼酸和金屬鎂為原料可制備單質硼的化學方程式為2H3BO3 B2O3+3H2O、B2O3+3Mg 2B+3MgO，所以答案是：2H3BO3 B2O3+3H2O、B2O3+3Mg 2B+3MgO．