题目
题型:不详难度:来源:
已知:硼镁矿主要成分为Mg2B2O5•H2O,硼砂的化学式为Na2B4O7•10H2O。利用硼镁矿制取金属镁及粗硼的工艺流程为:
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200126/20200126022937-42291.jpg)
回答下列有关问题:
(1)硼砂中B的化合价为 ,溶于热水后,常用H2SO4调pH2~3制取H3BO3,反应的离子方程式为 。X为H3BO3晶体加热脱水的产物,其与Mg制取粗硼的化学方程式为 。
(2)MgCl2·7H2O需要在HCl氛围中加热,其目的是 。若用惰性电极电解MgCl2溶液,其阴极反应式为 。
(3)镁-H2O2酸性燃料电池的反应机理为Mg+H2O2+2H+==Mg2++2H2O,则正极反应式为 。若起始电解质溶液pH=1,则pH=2时溶液中Mg2+离子浓度为 。已知Ksp[Mg(OH)2]=5.6
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200126/20200126022937-74078.png)
(4)制得的粗硼在一定条件下生成BI3,BI3加热分解可以得到纯净的单质硼。现将 0.020g粗硼制成的BI3完全分解,生成的I2用0.30mol·L-1 Na2S2O3(H2S2O3为弱酸)溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液18.00mL。盛装Na2S2O3溶液的仪器应为 滴定管(填“酸式”或“碱式”)。该粗硼样品的纯度为 。(提示:I2+2S2O32-=2I-+S4O62-)
答案
(2)防止MgCl2水解生成Mg(OH)2(2分)
2H2O+Mg2++2e-= H2↑+Mg(OH)2↓(2分)
(3)H2O2+2H++2e-=2H2O(2分) 0.045 mol·L-1(2分) 没有(2分)
(4)碱式(2分) 99%(2分)
解析
试题分析:(1)根据硼砂的化学式Na2B4O7•10H2O和化合价的代数和为0,可得B的化合价为+3;B4O72-与2H+反应可得H3BO3,离子方程式为:B4O72-+2H++5H2O= 4H3BO3;X为H3BO3晶体加热脱水的产物,为B2O3,与Mg发生氧化还原反应,化学方程式为:Mg+B2O3===2B+3MgO。
(2)MgCl2为强酸弱碱盐,能发生水解反应,所以MgCl2·7H2O在HCl氛围中加热的目的是:防止MgCl2水解生成Mg(OH)2;用惰性电极电解MgCl2溶液,阴极反应为H2O电离出的H+放电,电解方程式为:2H2O+Mg2++2e-= H2↑+Mg(OH)2↓
(3)镁-H2O2酸性燃料电池的正极为H2O2放电,电极方程式为:H2O2+2H++2e-=2H2O;起始电解质溶液pH=1,pH=2时反应的H+为:0.1mol•L‾1—0.01mol•L‾1=0.09mol•L‾1,根据Mg+H2O2+2H+==Mg2++2H2O,可得Mg2+离子浓度为0.045 mol·L-1;溶液pH=6时,c(OH‾)=10-8mol•L‾1,Q [Mg(OH)2]=" 0.045" mol·L-1×[10-8mol•L‾1]2=4.5×10-18 < Ksp[Mg(OH)2],所以没有Mg(OH)2沉淀析出。
(4)Na2S2O3为强碱弱酸盐,水解显碱性,所以Na2S2O3溶液应盛放在碱式滴定管内;根据元素守恒和离子方程式可得:2B ~ 2BI3 ~ 3I2 ~ 6 S2O32-,所以粗硼样品的纯度为:0.018L×0.30mol•L‾1×1/3×11g/mol÷×100% = 99%
核心考点
试题【硼、镁及其化合物在工农业生产中应用广泛。已知:硼镁矿主要成分为Mg2B2O5•H2O,硼砂的化学式为Na2B4O7•10H2O。利用硼镁矿制取金属镁及粗硼的工艺】;主要考察你对物质的分离、提纯等知识点的理解。[详细]
举一反三
(1)某同学用下图示装置制取干燥纯净的SO2。
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200126/20200126022929-37487.png)
写出制取SO2气体的化学方程式 。请指出D装置中的错误 。若实验过程中不慎在皮肤上沾少量浓硫酸,处理的方法是 。
(2)向烧碱和Na2SO3的混合溶液中加入少量溴水,振荡后溶液变为无色。反应后的溶液中含有大量的SO32-、SO42-、Br-、OH-等阴离子,请填写鉴定其中SO32-、SO42-和Br-的实验报告。限选试剂:2 mol/LHCl,1 mol/L H2SO4,l mol/LBaCl2,l mol/LBa(NO3)2,0.1 mol/LAgNO3,CCl4,新制饱和溴水,新制饱和氯水。
编号 | 实验操作 | 预期现象和结论 |
步骤① | 在试管A中加入少量待测液,加入足量氯水,再加入四氯化碳,振荡,静置后观察颜色。 | ,证明待测液中含Br-。 |
步骤② | 在试管B中加入少量待测液, | 有白色沉淀生成, 证明待测液中含SO42-。 |
步骤③ | 在试管C中加入少量待测液,滴加2 mol/LHCl至溶液呈酸性,加入几滴______(填试剂),振荡。 | , 证明待测液中含SO32-。 |
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200126/20200126022916-36620.jpg)
(1)SiCl4水解控制在40 ℃的原因是___________________________________。
已知:SiCl4(s)+H2(g)=SiHCl3(s)+HCl(g) ΔH1=+47 kJ·mol-1
Si(s)+3HCl(g)=SiHCl3(s)+H2(g) ΔH2=-189 kJ·mol-1
则由SiCl4制备硅的热化学方程式为__________________________________。
(2)加钡矿粉时生成BaCl2的离子反应方程式是_________________________。
(3)加20% NaOH溶液调节pH=12.5,得到滤渣A的主要成分是________,控制温度70 ℃的目的是____________________________________________。
(4)BaCl2滤液经蒸发浓缩、降温结晶、过滤,再经真空干燥后得到BaCl2·2H2O。实验室中蒸发浓缩,用到的含硅酸盐的仪器有__________种。
(5)为体现该工艺的绿色化学思想,该工艺中能循环利用的物质是____________。
Ⅰ实验 | Ⅱ试剂 | Ⅲ操作方法 | 答案 | ||
(1)除去苯中的苯酚 | A.CaO | a.分液 | (1) | | |
(2)除去工业酒精中的水 | B.Na2CO3溶液 | b.蒸馏 | (2) | | |
(3)除去乙酸乙酯中的乙酸 | C.NaCl | c.过滤 | (3) | | |
(4)除去肥皂中的甘油 | D.NaOH | d.盐析 | (4) | | |
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200126/20200126022906-38285.jpg)
Ⅰ.碳酸钠的饱和溶液在不同温度下析出的溶质如下图所示:
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200126/20200126022906-44201.jpg)
Ⅱ.有关物质的溶度积如下:
物质 | CaCO3 | MgCO3 | Ca(OH)2 | Mg(OH)2 | Fe(OH)3 |
Ksp | 4.96×10-9 | 6.82×10-6 | 4.68×10-6 | 5.61×10-12 | 2.64×10-39 |
根据所给信息,回答下列问题:
(1)加入NaOH溶液时发生的离子方程式为___________________________。
向含有Mg2+、Fe3+的溶液中滴加NaOH溶液,当两种沉淀共存且溶液的pH=8时,c(Mg2+)∶c(Fe3+)=__________________________________________
(2)“趁热过滤”时的温度应控制在____________________________________
(3)有人从“绿色化学”的角度设想将“母液”沿流程中虚线所示进行循环使用。请你分析实际工业生产中是否可行__________________,并说明理由_______________________________________
【问题1】工业生产碘酸钾的流程如下:
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200126/20200126022900-61240.jpg)
(1)碘、氯酸钾和水混合后的反应为(未配平):I2+KClO3+H2O→KH(IO3)2+KCl+Cl2↑。该方程式配平时,系数有多组,原因是 。
(2)X的化学式为 ;写出用试剂X调节pH的化学方程式: 。
(3)生产中,如果省去“酸化”、“逐氯”、“结晶①、过滤”这三步操作,直接用试剂X调整反应后溶液的pH,对生产碘酸钾有什么具体影响? 。
【问题2】已知:KIO3+5KI+3H2SO4→3K2SO4+3I2+3H2O; I2+2S2O32-→2I-+S4O62-。
(4)检验加碘食盐中的碘元素,学生甲利用碘酸钾与碘化钾在酸性条件下发生反应。用四氯化碳检验碘单质时,看到的明显现象有 。
(5)测定加碘食盐中碘的含量,学生乙设计的实验步骤如下:
a.准确称取w g食盐,加适量蒸馏水使其完全溶解;
b.用稀硫酸酸化所得溶液,加入过量KI溶液,使KIO3与KI反应完全;
c.以淀粉为指示剂,加入物质的量浓度为2.0×10-3mol·L-1的Na2S2O3溶液10.0mL恰好反应。
则加碘食盐样品中的碘元素含量是 mg/kg(以含w的代数式表示)。
(6)学生丙又对纯净的NaCl(不含KIO3)进行了下列实验:
操作步骤 | 实验现象 |
取1g纯净的NaCl,加3mL水配成溶液。 | 溶液无变化 |
滴入5滴淀粉溶液和1mL 0.1 mol·L-1 KI溶液,振荡。 | 溶液无变化 |
然后再滴入1滴1mol·L-1的H2SO4,振荡。 | 溶液变蓝色 |
①推测实验中产生蓝色现象的可能原因,用离子方程式表示 。
②根据学生丙的实验结果,请对学生乙的实验结果作出简要评价: 。
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