8 专题突破8 硼及其重要化合物的性质

类的还原剂。例如：
。
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第3章 金属及其重要化合物
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1．(2019·高考全国卷Ⅰ，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：
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(3)赤热下，与水蒸气反应：2B＋6H2O(g)==△===2B(OH)3＋3H2。 (4)与热的浓硫酸或浓硝酸反应：2B＋3H2SO4(浓)==△===2H3BO3＋3SO2↑， B＋3HNO3(浓)==△===H3BO3＋3NO2↑。
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(4)反应物有 Mg2＋、CO23－，生成物有 Mg(OH)2·MgCO3 沉淀，再结合电荷 守恒、原子守恒可写出反应的离子方程式；“沉镁”后的母液的主要成分 为(NH4)2SO4，可供“溶浸”工序循环使用；Mg(OH)2、MgCO3 在高温条件 下均易分解生成 MgO，故高温焙烧碱式碳酸镁可以制备轻质氧化镁。
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(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________________。
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专题突破8 硼及其重要化合物的性质
化学
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1．硼单质 硼单质有晶体硼和无定形硼两种，晶体硼相当稳定，无定形硼比较活泼， 能发生如下反应： (1)高温下，与 N2、S、X2 等单质反应，如 2B＋N2=高==温==2BN。 (2)高温下，与金属反应生成金属硼化物。
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(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。
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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%。
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解析：(1)“溶浸”步骤产生的“气体”是 NH3，用 NH4HCO3 溶液吸收 NH3
的化学方程式为 NH3＋NH4HCO3===(NH4)2CO3。
(2)根据流程图可知，Fe2O3、Al2O3、SiO2 不溶于(NH4)2SO4 溶液，故“滤渣
1”的主要成分有 SiO2、Fe2O3、Al2O3；检验 Fe3＋通常选用 KSCN 溶液。
(3)根据 H3BO3 的解离反应以及电离平衡常数，可判断 H3BO3 是一元弱酸；
在调节 pH 至 3.5 之前 B 元素主要以 B2O45－的形式存在，调节 pH 至 3.5 之
后生成了 H3BO3 沉淀，由此可推断调节 pH 的目的是将 B2O45－转化成 H3BO3，
促进析出。
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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＋，可选用的化学试剂是________。
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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＋＋3CO23－＋2H2O===Mg(OH)2·MgCO3↓＋2HCO－ 3 [或 2Mg2＋＋ 2CO23－＋H2O===Mg(OH)2·MgCO3↓＋CO2↑] 溶浸 高温焙烧
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答案：(1)第二周期ⅢA 族 (2)B4O27－＋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
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(5)①阴离子
H
＋
＋
B(OH)
－
4
===H3BO3
＋
H2O
11.2 ②＜
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2．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：
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(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_____________________。
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(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－1Na2S2O3 溶液滴定至终点，消耗 Na2S2O3 溶液 18.00 mL。 滴定终点的现象为_______________________________________________， 该粗硼样品的纯度为________%。(提示：I2＋2S2O23－===2I－＋S4O26－)
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2．硼酸(H3BO3) (1)一元弱酸：H3BO3＋H2O H＋＋B(OH)4－。 (2)H3BO3 受热时会逐渐脱水，首先生成偏硼酸(HBO2)，继续升温可进一步 脱水生成四硼酸(H2B4O7)，更高温度时则转变为硼酸的酸酐(B2O3)。
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3．硼氢化钠(NaBH4) 硼氢化钠中的氢元素为－1 价，具有还原性，故其可用作醛类、酮类和酰氯