Question

【题目】硼及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿(主要成分为Mg2B2O5·H2O和Fe3O4，还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)为原料制备硼酸(H3BO3)的工艺流程如图所示:

回答下列问题:

（1）写出Mg2B2O5·H2O与硫酸反应的化学方程式__________________。

（2）利用____(写化学式，下同)的磁性，可将其从“浸渣”中分离。“浸渣”中还剩余的物质是__________________。

（3）“净化除杂”需先加H2O2溶液，作用是__________________。

（4）单质硼可用于生成具有优良抗冲击性能硼钢。以硼酸和金属镁为原料可制备单质硼，用化学方程式表示制备过程__________________。

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】以铁硼矿(主要成分为Mg2B2O5H2O和Fe3O4，还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)为原料制备硼酸(H3BO3)，由流程可知，加硫酸溶解，Fe3O4、SiO2不溶，CaO转化为微溶于水的CaSO4，Fe3O4具有磁性，可以采用物理方法分离，滤渣1的成分为SiO2和CaSO4；“净化除杂”需先加H2O2溶液，将Fe 2+转化为Fe 3+，调节溶液的pH约为5，使Fe3+、Al3+均转化为沉淀，则滤渣为Al(OH)3、Fe(OH)3，然后蒸发浓缩、冷却结晶、过滤分离出H3BO3。

(1)Mg2B2O5H2O与硫酸反应生成硫酸镁和硼酸，反应方程式为Mg2B2O5H2O+2H2SO4═2MgSO4+2H3BO3，故答案为：Mg2B2O5H2O+2H2SO4 ═2MgSO4+2H3BO3；

(2)利用Fe3O4的磁性，可将其从“浸渣”中分离．“浸渣”中还剩余的物质是SiO2、CaSO4，故答案为：Fe3O4；SiO2、CaSO4；

(3)“净化除杂”需先加H2O2溶液，作用是将亚铁离子氧化为铁离子．然后在调节溶液的pH约为5，目的是使铁离子、铝离子形成氢氧化物沉淀而除去，故答案为：将Fe2+氧化为Fe3+；

(4)硼酸和金属镁为原料可制备单质硼，反应生成MgO、硼与水，反应方程式为：2H3BO3+3Mg=3MgO+2B+3H2O，故答案为：2H3BO3+3Mg=3MgO+2B+3H2O。