



1.(2015全国Ⅰ,27)(14分)硼及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿(主要成分为Mg2B2O5·H2O和Fe3O4,还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)为原料制备硼酸(H3BO3)的工艺流程如图所示:

(1)写出Mg2B2O5·H2O与硫酸反应的化学方程式。为提高浸出速率,除适当增加硫酸浓度外,还可采取的措施有(写出两条)。
(2)利用的磁性,可将其从“浸渣”中分离。“浸渣”中还剩余的物质是。(写化学式)
(3)“净化除杂”需先加H2O2溶液,作用是。然后再调节溶液的pH约为5,目的是。
(4)“粗硼酸”中的主要杂质是(填名称)。
(5)以硼酸为原料可制得硼氢化钠(NaBH4),它是有机合成中的重要还原剂,其电子式为。
(6)单质硼可用于生产具有优良抗冲击性能的硼钢。以硼酸和金属镁为原料可制备单质硼,用化学方程式表示制备过程 。
答案:(1)Mg2B2O5·H2O+2H2SO4
2H3BO3+2MgSO4(2分)
提高反应温度、减小铁硼矿粉粒径(2分)
(2)Fe3O4 SiO2和CaSO4(1分,2分,共3分)
(3)将Fe2+氧化成Fe3+ 使Fe3+与Al3+形成氢氧化物沉淀而除去(每空1分,共2分)
(4)(七水)硫酸镁(1分)
(5)Na+(2分)
(6)2H3BO3
B2O3+3H2O,B2O3+3Mg
2B+3MgO (2分)
2.(2019·全国1,26)(14分)硼酸(H3BO3)是一种重要的化工原料,广泛应用于玻璃、医药、肥料等工业。一种以硼镁矿(含Mg2B2O5·H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3)为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下:

回答下列问题:
(1)在95 ℃“溶浸”硼镁矿粉,产生的气体在“吸收”中反应的化学方程式为________________。
(2)“滤渣1”的主要成分有______。为检验“过滤1”后的滤液中是否含有Fe3+离子,可选用的化学试剂是______。
(3)根据H3BO3的解离反应:H3BO3+H2O⇌H++B(OH)4-, Ka=5.81×10-10,可判断H3BO3是酸;在“过滤2”前,将溶液pH调节至3.5,目的是_______________。
(4)在“沉镁”中生成Mg(OH)2·MgCO3沉淀的离子方程式为_______________,母液经加热后可返回______工序循环使用。由碱式碳酸镁制备轻质氧化镁的方法是______。
答案 (1)NH4HCO3+NH3=(NH4)2CO3
(2)SiO2、Fe2O3、Al2O3 KSCN
(3)一元弱 转化为H3BO3,促进析出
(4)2Mg2++3CO32-+2H2O=Mg(OH)2·MgCO3↓+2HCO3-
[或2Mg2++2CO32-+H2O=Mg(OH)2·MgCO3↓+CO2↑]
溶浸 高温焙烧
3.硼、镁及其化合物在工农业生产中应用广泛。已知硼镁矿的主要成分为Mg2B2O5·H2O,硼砂的化学式为Na2B4O7·10H2O。一种利用硼镁矿制取金属镁及粗硼的工艺流程如图所示:

(1)写出硼元素在元素周期表中的位置:___________________________。
(2)将硼砂溶于水后,用硫酸调节溶液的pH≈3.5以制取硼酸(H3BO3),该反应的离子方程式为_______________________________________________________________。
(3)由MgCl2·6H2O制备MgCl2时,一定条件是_________________________________。
(4)制得的粗硼在一定条件下反应生成BI3,BI3在一定条件下受热分解可以得到纯净的单质硼。0.200 0 g粗硼制成的BI3完全分解,将生成的I2配制成100 mL碘水,量取10.00 mL碘水于锥形瓶中,向其中滴加几滴淀粉溶液,用0.300 0 mol·L-1 Na2S2O3溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液18.00 mL。(提示:I2+2S2O32-==2I-+S4O62-)滴定终点的现象为____________________________________,该粗硼样品的纯度为________%。
(5)H3BO3[也可写成B(OH)3]可以通过电解NaB(OH)4溶液的方法制备。工作原理如图所示。

①b膜为_______(填“阴离子”或“阳离子”)交换膜,写出产品室发生反应的离子方程式:______________________,理论上每生成1 mol H3BO3,N室可生成___L(标准状况)气体。
②N室中,进口和出口的溶液浓度大小关系为a%____(填“>”或“<”)b%。
答案 (1)第二周期ⅢA族
(2)B4O72-+2H++5H2O==4H3BO3↓
(3)在HCl氛围中加热
(4)滴加最后一滴Na2S2O3溶液,锥形瓶中溶液蓝色褪去,且半分钟内不恢复原色 99
(5)①阴离子 H++B(OH)4-==H3BO3+H2O 11.2 ②<