（2014届山东省烟台市高三3月模拟化学试卷）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

Question

（2014届山东省烟台市高三3月模拟化学试卷）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Mg 2 B 2 O 5 ?H 2 O，硼砂的化学式为Na 2 B 4 O 7 ?10H 2 O。利用硼镁矿制取金属镁及粗硼的工艺流程为： 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H 2 SO 4 调pH2～3制取H 3 BO 3 ，反应的离子方程式为 。X为H 3 BO 3 晶体加热脱水的产物，其与Mg制取粗硼的化学方程式为 。（2）MgCl 2 ·7H 2 O需要在HCl氛围中加热，其目的是 。若用惰性电极电解MgCl 2 溶液，其阴极反应式为 。（3）镁-H 2 O 2 酸性燃料电池的反应机理为Mg+H 2 O 2 +2H + ==Mg 2+ +2H 2 O，则正极反应式为 。若起始电解质溶液pH=1，则pH=2时溶液中Mg 2+ 离子浓度为 。已知Ksp[Mg(OH) 2 ]=5．6 10 -12 ，当溶液pH=6时 (填“有”或“没有”)Mg(OH) 2 沉淀析出。（4）制得的粗硼在一定条件下生成BI 3 ，BI 3 加热分解可以得到纯净的单质硼。现将 0．020g粗硼制成的BI 3 完全分解，生成的I 2 用0．30mol·L -1 Na 2 S 2 O 3 (H 2 S 2 O 3 为弱酸)溶液滴定至终点，消耗Na 2 S 2 O 3 溶液18．00mL。盛装Na 2 S 2 O 3 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：I 2 +2S 2 O 3 2- =2I - +S 4 O 6 2- )

Answer 1

（1）+3（2分） B 4 O 7 2- +2H + +5H 2 O= 4H 3 BO 3 （2分）Mg+B 2 O 3 ===2B+3MgO（2分）  （2）防止MgCl 2 水解生成Mg(OH) 2 （2分）  2H 2 O+Mg 2+ +2e - = H 2 ↑+Mg(OH) 2 ↓（2分） （3）H 2 O 2 +2H + +2e - =2H 2 O（2分）    0.045 mol·L -1 （2分） 没有（2分） （4）碱式（2分）  99%（2分）

（1）根据硼砂的化学式Na 2 B 4 O 7 ?10H 2 O和化合价的代数和为0，可得B的化合价为+3；B 4 O 7 2- 与2H + 反应可得H 3 BO 3 ，离子方程式为：B 4 O 7 2- +2H + +5H 2 O= 4H 3 BO 3 ；X为H 3 BO 3 晶体加热脱水的产物，为B 2 O 3 ，与Mg发生氧化还原反应，化学方程式为：Mg+B 2 O 3 ===2B+3MgO。 （2）MgCl 2 为强酸弱碱盐，能发生水解反应，所以MgCl 2 ·7H 2 O在HCl氛围中加热的目的是：防止MgCl 2 水解生成Mg(OH) 2 ；用惰性电极电解MgCl 2 溶液，阴极反应为H 2 O电离出的H + 放电，电解方程式为：2H 2 O+Mg 2+ +2e - = H 2 ↑+Mg(OH) 2 ↓ （3）镁-H 2 O 2 酸性燃料电池的正极为H 2 O 2 放电，电极方程式为：H 2 O 2 +2H + +2e - =2H 2 O；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+H 2 O 2 +2H + ==Mg 2+ +2H 2 O，可得Mg 2+ 离子浓度为0.045 mol·L -1 ；溶液pH=6时，c(OH?)=10 -8 mol?L? 1 ，Q [Mg(OH) 2 ]=" 0.045" mol·L -1 ×[10 -8 mol?L? 1 ] 2 =4.5×10 -18 < Ksp[Mg(OH) 2 ]，所以没有Mg(OH) 2 沉淀析出。 （4）Na 2 S 2 O 3 为强碱弱酸盐，水解显碱性，所以Na 2 S 2 O 3 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 ~ 3I 2 ~ 6 S 2 O 3 2- ，所以粗硼样品的纯度为：0.018L×0.30mol?L? 1 ×1/3×11g/mol÷×100% = 99%