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题目
题型:不详难度:来源:
硼酸(H3BO3)大量应用于玻璃制造行业,以硼镁矿(2Mg0.B203.H20、Si02及少量Fe304、CaCO3, Al2O3)为原料生产硼酸的工艺流程如下:

已知:H3BO3在200C、400C、600C、1000C时的溶解度依次为5.0 g、8.7 g、14.8 g、40. 2 g。Fe3 +、Al3+、Fe2 +和Mg2+以氢氧化物形式完全沉淀时,溶液的pH分别为3. 2、 5.2、9.7和 12.4。
(1)由于矿粉中含CaC03,为防止“浸取”时容易产生大量泡沫使物料从反应器中溢出,应采取的措施是:                                                                                     
(2)“浸出液”显酸性,含H3B03和Mg2+和SO42-,还含有Fe2+、Fe3+、Ca2+、Al3+等杂质。“除杂”时向浸出液中依次加入适量H202和Mg0,除去的杂质离子是_______。H2O2的作用是____________________________________________ (用离子方程式表示)。
(3)“浸取”后,采用“热过滤”的目的是_____________________________________。
(4)“母液”可用于回收硫酸镁,已知硫酸镁的溶解度随温度变化的曲线如下图,且溶 液的沸点随压强增大而升高。为了从“母液”中充分回收MgS04·H20,应采取的 措施是将“母液”蒸发浓缩,____________
(5)硼酸(H3BO3)溶液中存在如下反应:H3BO3(aq)+H2O(l)  [B(OH)4](aq)+H+(aq)   K=5.7×10-10(298K)

计算25℃时0.7mol·L-1硼酸溶液中H的浓度。(写出计算过程)
(6)已知298K时:
化学式
碳酸
醋酸
电离常数
K1=4.4×10-7
K2=4.7×10-11
K=1.75×10-5
 
下列说法正确的是               
A.碳酸钠溶液滴入硼酸中能观察到有气泡产生
B.碳酸钠溶液滴入醋酸中能观察到有气泡产生 
C.等浓度的碳酸和硼酸溶液比较,pH:前者>后者
D.等浓度的碳酸钠和醋酸钠溶液比较,pH:前者>后者
答案
(1)分批慢慢加入稀硫酸 (2分)
(2)Fe3+、Fe2+、Al3+(2分,全对才得分)   2 Fe2+ +2H+ +H2O2 = 2Fe3+ +2H2O(2分)
(3)防止因温度下降时H3BO3从溶液中析出(2分)
(4)加压升温结晶(2分)
(5)                     H3BO3 (aq)+H2O (l) [B(OH)4](aq)+H(aq)
起始时各物质浓度/ mol·L-1: 0.70                    0            0
平衡时各物质浓度/ mol·L-1: 0.70-x                    x            x
K==5.7×10-10
x2=3.99×10-10    x=2×10-5(mol·L-1) 
(共4分。两段式1分;K的表达式1分;代入数字的式子1分;结果1分)
(6)BD(2分)
解析

试题分析:(1)浸取矿粉时,矿分中含有石灰石,所以如果一次性加入硫酸,会导致CaCO3分解产生大量气泡,所以防止大量气泡产生,可以控制加入硫酸的量来控制反应,所以可以分批慢慢加入硫酸。
(2)含有的Fe2+、Fe3+、Al3+等杂质离子在pH分别为3. 2、 5.2、9.7时沉淀,而Mg2+在12.4沉淀,所以要用Mg0调节pH使杂质离子沉淀,应该先把Fe2+ 氧化为Fe3+ 而沉淀除去,而最终能够沉淀的离子只有Fe2+、Fe3+、Al3+ ,双氧水的作用为把Fe2+ 氧化为Fe3+ ,反应方程式为2 Fe2+ +2H+ +H2O2 = 2Fe3+ +2H2O。
(3)由于H3BO3在水中的溶解度随温度增大而增大,所以要浸取得到更多的产品,应加热浸出液,并采用热过滤的方法过滤,防止因温度降低H3BO3在水中析出。
(4)从图像可以看出,硫酸镁随着温度不同容易形成不同的晶体,而要收集
到的MgS04·H20在较高温度下才结晶,且该晶体的溶解度随温度升高而减小,所以
要在接近200℃的较高温度下得到该晶体,常压下蒸发结晶较难,应该选择加压升温结晶的方法。
(5)                     H3BO3 (aq)+H2O (l) [B(OH)4](aq)+H(aq)
起始时各物质浓度/ mol·L-1: 0.70                    0            0
平衡时各物质浓度/ mol·L-1: 0.70-x                    x            x
K==        =        =5.7×10-10
x2=3.99×10-10    x=2×10-5(mol·L-1) 
(6)对比硼酸和表格中碳酸、醋酸的电离程度,可知3者的酸性大小为:醋酸>碳酸>硼酸>HCO3-,所以根据酸性大小分析:根据强酸制弱酸原理,碳酸钠溶液滴入硼酸中不能有气泡产生,A错误;碳酸钠溶液滴入醋酸中能观察到有气泡产生,B正确;等浓度的碳酸和硼酸溶液比较,碳酸酸性强,pH值小,C错误;等浓度的碳酸钠和醋酸钠溶液比较,碳酸钠水解程度大,碱性强,所以pH大,D正确。故选BD。
核心考点
试题【硼酸(H3BO3)大量应用于玻璃制造行业,以硼镁矿(2Mg0.B203.H20、Si02及少量Fe304、CaCO3, Al2O3)为原料生产硼酸的工艺流程如下】;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
海带成分中碘的检验实验方案设计。
(1)干海带灼烧后,将海带灰放至小烧杯中加入适量蒸馏水,搅拌、煮沸冷却、过滤。将滤液分成四份放入四支试管中,并标为1、2、3、4号。
(2)在1号试管中滴入6滴稀硫酸后,再加入约3 mL H2O2溶液,滴入1%淀粉液1~2滴,观察到溶液立刻由褐色变成蓝色,离子方程式为            。 
(3)在2号试管中加入2 mL新制的饱和氯水,振荡溶液,观察现象,离子反应方程式为             。2 min后把加入氯水的溶液分成两份。其中甲中再滴入1%淀粉液1~2滴,观察现象为         ,乙溶液中加入2 mL CCl4,振荡萃取,静置2 min后观察现象为           。 
(4)在3号试管中加入食用碘盐3g,振荡使之充分溶解后滴入6滴稀硫酸。在滴入1%淀粉液1~2滴,观察到溶液立刻由无色变成蓝色,相关的离子方程式为          。 
(5)在4号试管中加入硝酸银溶液,振荡,再加入稀硝酸溶液。原想利用反应生成黄色沉淀来检验碘离子。通过实验发现生成白色沉淀。用此方法检验碘元素失败。导致此步失败的可能原因是                。 
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浅绿色的硫酸亚铁铵晶体[又名莫尔盐,(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]比绿矾(FeSO4·7H2O)更稳定,常用于定量分析。莫尔盐的一种实验室制法如下:
废铁屑溶液A莫尔盐
(1)向废铁屑中加入稀硫酸后,不等铁屑完全溶解而是剩余少量时就进行过滤,其目的是       ;证明溶液A不含Fe3+的最佳试剂是   (填序号字母)。 
A.酚酞溶液B.KSCN溶液
C.烧碱溶液D.KMnO4溶液
操作Ⅰ的步骤是:加热蒸发、   、过滤。 
(2)操作Ⅰ得到的莫尔盐晶体用少量乙醇淋洗,其目的是:①除去晶体表面附着的硫酸、水等杂质;②      。 
(3)用托盘天平称量(NH4)2SO4晶体,晶体要放在天平   (填“左”或“右”)盘。 
(4)从下列装置中选取必要的装置制取(NH4)2SO4溶液,连接的顺序(用接口序号字母表示)是:a接   ;      。 

将装置C中两种液体分离开的操作名称是    。装置D的作用是        。 
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空气吹出法工艺,是目前“海水提溴”的最主要方法之一。其工艺流程如下:

(1)溴在周期表中位于    周期    族。 
(2)步骤①中用硫酸酸化可提高Cl2的利用率,理由是                                                                            
(3)步骤④利用了SO2的还原性,反应的离子方程式为                                                         
(4)步骤⑥的蒸馏过程中,温度应控制在80~90 ℃,温度过高或过低都不利于生产,请解释原因                                                                                                         。 
(5)步骤⑧中溴蒸气冷凝后得到液溴与溴水的混合物,可利用它们的密度相差很大的特点进行分离。分离仪器的名称是                                                       。 
(6)步骤①、②之后并未直接用“含Br2的海水”进行蒸馏得到液溴,而是经过“空气吹出”“SO2吸收”“氧化”后再蒸馏,这样操作的意义是                                                                             。 
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高铁酸钾(K2FeO4)是一种集氧化、吸附、絮凝于一体的新型多功能水处理剂,其生产工艺如下:

已知:①2KOH+Cl2KCl+KClO+H2O(条件:温度较低)
②6KOH+3Cl25KCl+KClO3+3H2O(条件:温度较高)
③2Fe(NO3)3+3KClO+10KOH2K2FeO4+6KNO3+3KCl+5H2O
回答下列问题:
(1)该生产工艺应在    (填“温度较高”或“温度较低”)的情况下进行。 
(2)写出工业上制取Cl2的化学方程式                                                        。 
(3)K2FeO4可作为新型多功能水处理剂的原因                                                                      。 
(4)配制KOH溶液时,是在每100 mL水中溶解61.6g KOH固体(该溶液的密度为1.47g·mL-1),它的物质的量浓度为    
(5)在“反应液Ⅰ”中加入KOH固体的目的是:①;②        。 
(6)从“反应液Ⅱ”中分离出K2FeO4后,副产品是    (写化学式)。 
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某活动小组对CuSO4分解产物除CuO外的气体的3种可能性进行假设,并通过实验确定气体的物质的量。
(1)气体的3种可能性为     ;      ;有SO2、SO3和O2。 
(2)为确定SO2、SO3和O2的物质的量之比,请你选用所给的仪器进行实验,按气体从左至右的方向连接各装置。顺序为:      →B。(已知SO3溶于浓硫酸) 

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