Question

【題目】硼和鋁位于同一主族，它們可以形成許多組成和性質類似的化合物．一種用硼鎂礦（Mg2B2O5H2O）制取單質硼的工藝流程圖如圖1：

結合流程圖回答下列問題：
（1）溶液a、溶液b中溶質的化學式分別為、 ．
（2）寫出步驟①的化學方程式 ．
（3）寫出步驟②的離子方程式 ．
（4）步驟③中化學反應可以發生的原因是 ．
（5）過硼酸鈉晶體（NaBO34H2O）是一種優良的漂白劑，在70℃以上加熱會逐步失去結
晶水． 實驗測得過硼酸鈉晶體的質量隨溫度變化的情況如圖2所示，則T2℃時所得晶體的化學式為 ．

Answer 1

【答案】
（1）NaHCO3；Na2SO4
（2）Mg2B2O5?H2O+2NaOH=2NaBO2+2Mg（OH）2↓
（3）2Na++4BO2﹣+2CO2+11H2O=Na2B4O7?10H2O↓+2HCO3﹣
（4）硼酸的酸性小于硫酸，符合復分解反應由強酸制弱酸的原理，且硼酸的溶解度較小，從溶液中析出有利于該反應的進行
（5）NaBO3?3H2O
【解析】解：硼鎂礦與氫氧化鈉溶液反應，過濾除去雜質，NaBO2溶液中，通入過量的二氧化碳，得到Na2B4O710H2O與為NaHCO3 ， 過濾分離，由于硼酸的酸性小于硫酸，符合復分解反應由強酸制弱酸的原理，且硼酸的溶解度較小，故Na2B4O710H2O晶體與硫酸反應得到硼酸，溶液b中含有硫酸鈉，硼酸晶體加熱分解得到B2O3 ， 最后用Mg還原得到粗硼．（1）由上述分析可知，第①步通入過量二氧化碳，則a為NaHCO3 ， 第③步加入硫酸，b為Na2SO4 ，
所以答案是：NaHCO3；Na2SO4；（2）第①步為Mg2B2O5 ． H2O與氫氧化鈉溶液反應生成NaBO2與Mg（OH）2 ， 反應方程式為：Mg2B2O5H2O+2NaOH=2NaBO2+2Mg（OH）2 ，
所以答案是：Mg2B2O5H2O+2NaOH=2NaBO2+2Mg（OH）2；（3）NaBO2和二氧化碳反應生成Na2B4O710H2O和碳酸氫鈉，離子方程式為2Na++4BO2﹣+2CO2+11H2O=Na2B4O710H2O↓+2HCO3﹣ ， 所以答案是：2Na++4BO2﹣+2CO2+11H2O=Na2B4O710H2O↓+2HCO3﹣；（4）步驟③中化學反應可以發生的原因是：硼酸的酸性小于硫酸，符合復分解反應由強酸制弱酸的原理，且硼酸的溶解度較小，從溶液中析出有利于該反應的進行，
所以答案是：硼酸的酸性小于硫酸，符合復分解反應由強酸制弱酸的原理，且硼酸的溶解度較小，從溶液中析出有利于該反應的進行；（5）過硼酸鈉晶體（NaBO34H2O）的物質的量= =0.2mol，T2°C質量變化為27.20g，質量變化30.8g﹣27.20g=3.6g，減少水的質量= =0.2mol，則1molNaBO34H2O失去水1mol，則T2℃時所得晶體的化學式為NaBO33H2O，
所以答案是：NaBO33H2O；