Question

【題目】硼及其化合物在工業上有許多用途。以鐵硼礦(主要成分為Mg2B2O5·H2O和Fe3O4，還有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)為原料制備硼酸(H3BO3)的工藝流程如圖所示:

回答下列問題:

（1）寫出Mg2B2O5·H2O與硫酸反應的化學方程式__________________。

（2）利用____(寫化學式，下同)的磁性，可將其從“浸渣”中分離。“浸渣”中還剩余的物質是__________________。

（3）“凈化除雜”需先加H2O2溶液，作用是__________________。

（4）單質硼可用于生成具有優良抗沖擊性能硼鋼。以硼酸和金屬鎂為原料可制備單質硼，用化學方程式表示制備過程__________________。

Answer 1

【答案】 Mg2B2O5·H2O+2H2SO4= 2MgSO4+2H3BO3 Fe3O4 SiO2和CaSO4 氧化溶液中的Fe2+ 2H3BO3 B2O3 + 3H2O 、 B2O3+3Mg3MgO+2B（或2H3BO3+3Mg=3MgO+2B+3H2O）

【解析】以鐵硼礦(主要成分為Mg2B2O5H2O和Fe3O4，還有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)為原料制備硼酸(H3BO3)，由流程可知，加硫酸溶解，Fe3O4、SiO2不溶，CaO轉化為微溶于水的CaSO4，Fe3O4具有磁性，可以采用物理方法分離，濾渣1的成分為SiO2和CaSO4；“凈化除雜”需先加H2O2溶液，將Fe 2+轉化為Fe 3+，調節溶液的pH約為5，使Fe3+、Al3+均轉化為沉淀，則濾渣為Al(OH)3、Fe(OH)3，然后蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾分離出H3BO3。

(1)Mg2B2O5H2O與硫酸反應生成硫酸鎂和硼酸，反應方程式為Mg2B2O5H2O+2H2SO4═2MgSO4+2H3BO3，故答案為：Mg2B2O5H2O+2H2SO4 ═2MgSO4+2H3BO3；

(2)利用Fe3O4的磁性，可將其從“浸渣”中分離．“浸渣”中還剩余的物質是SiO2、CaSO4，故答案為：Fe3O4；SiO2、CaSO4；

(3)“凈化除雜”需先加H2O2溶液，作用是將亞鐵離子氧化為鐵離子．然后在調節溶液的pH約為5，目的是使鐵離子、鋁離子形成氫氧化物沉淀而除去，故答案為：將Fe2+氧化為Fe3+；

(4)硼酸和金屬鎂為原料可制備單質硼，反應生成MgO、硼與水，反應方程式為：2H3BO3+3Mg=3MgO+2B+3H2O，故答案為：2H3BO3+3Mg=3MgO+2B+3H2O。