Question

【題目】硼氫化鈉(NaBH4，硼為+3價)為白色粉末，在干燥空氣中穩(wěn)定，在潮濕空氣中分解，是常用的還原劑。偏硼酸鈉（NaBO2）易溶于水，不溶于乙醇，易水解。目前有多種工藝可制備NaBH4。

（1）用硼精礦（含有一定量B2O3，及Al2O3、SiO2、Fe2O3等雜質(zhì)）制取NaBH4的流程如下：

①“溶解”時，B2O3與NaOH反應(yīng)生成了NaBO2，反應(yīng)離子方程式為____。

②“除硅鋁”步驟加入CaO，而不加入CaCl2的原因有：能將硅、鋁以沉淀除去；盡量不帶入雜質(zhì)離子；___。

③“操作2”是將濾液蒸發(fā)、結(jié)晶、洗滌，其中洗滌選用的試劑最好是_____（填字母）。

a. 冷水　　 b. 乙醇　 c. 氨水　　 d. NaOH溶液

④“反應(yīng)1”是MgH2與NaBO2混合得到NaBH4和MgO，其化學(xué)方程式為________。

（2）我國孫彥平采用耐腐蝕電極材料，以陽離子交換膜為隔離膜，電解偏硼酸鈉的堿溶液，也可以高效制備NaBH4。該工藝陽極產(chǎn)物為________，陰極電極方程式為_____。

Answer 1

【答案】B2O3+2OH- =2BO2-+H2O 使溶液呈堿性，抑制NaBO2 的水解 b 2MgH2+NaBO2 =NaBH4+2MgO O2 BO2-+8e-+6H2O=BH4-+8OH-

【解析】

（1）流程硼精礦中加入氫氧化鈉發(fā)生反應(yīng)：B2O3+2NaOH =2NaBO2+H2O，Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O，SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O，過濾。除掉濾渣Fe2O3，濾液中加入CaO，生成Na2O·3CaO·Al2O3·nSiO2沉淀,過濾除掉濾渣，同時堿性環(huán)境抑制NaBO2的水解，濾液蒸發(fā)、結(jié)晶、洗滌，得到NaBO2，NaBO2和MgH2反應(yīng)生成NaBH4。

NaBO2和MgH2生成NaBH4和氧化鎂沉淀；

（2）根據(jù)電解池陽極氧化，失電子，陰極還原得電子，判斷陽極產(chǎn)物，書寫電極反應(yīng)式。

（1）①B2O3與NaOH反應(yīng)生成了NaBO2和水，反應(yīng)離子方程式為B2O3+2OH- =2BO2-+H2O；

答案：B2O3+2OH- =2BO2-+H2O

②“除硅鋁”步驟加入CaO，CaO+H2O=Ca(OH)2,溶液呈堿性，可以抑制NaBO2 的水解；

答案：使溶液呈堿性，抑制NaBO2 的水解

③“操作2”是將濾液蒸發(fā)、結(jié)晶、洗滌，得到NaBO2，因?yàn)槠�硼酸鈉（NaBO2）易溶于水，不溶于乙醇，易水解，所以洗滌選用的試劑最好是乙醇，故選b；

答案：b

④“反應(yīng)1”是MgH2與NaBO2混合得到NaBH4和MgO，根據(jù)質(zhì)量守恒可得，化學(xué)方程式為2MgH2+NaBO2 =NaBH4+2MgO；

答案：2MgH2+NaBO2 =NaBH4+2MgO

（2）電解偏硼酸鈉的堿溶液，陽極：8OH--8e-=4H2O+2O2，陰極：BO2-+8e-+6H2O=BH4-+8OH-；

答案：BO2-+8e-+6H2O=BH4-+8OH-