【题目】镁是一种重要金属,号称国防金属。某设计小组利用硼镁矿制备镁和硼的流程如下:
已知:硼镁矿的主要成分Mg2B2O5·H2O,硼砂的化学式为Na2B4O7·10H2O,回答下列问题:
(1)Mg2B2O5·H2O中B的化合价为________。在90℃的热水中,加入稀硫酸调节pH=2~3生成硼酸(H3BO3),反应的离子方程式为__________。
(2)硼的化合物种类繁多,NaBH4是有机合成中常见的还原剂,NaBH4的电子式为______。
(3)将MgCl2·6H2O置于HCl氛围中加热的目的是_____,Mg与X在高温下反应的化学方程式为________。
(4)若向硼镁矿中加入0.1 mol/L盐酸溶液,充分反应后测得溶液的pH=2时,溶液中c(Mg2+)为__________________________________(忽略溶液体积的变化)。
(5)电解熔融的无水氯化镁所得的镁蒸汽在特定的环境里冷却后即为固体镁,下列物质中可以作镁蒸汽的冷却剂的是_________(填字母序号)
A氦气 B氮气
C水蒸气 D二氧化碳气体 E氯气
(6)Mg-H2O2是一种以海水为电解质(加入一定量的酸)的新型电池。该电池的负极材料为_____,正极的电极反应为________。
【答案】+3 B4O72- + 2H+ + 5H2O = 4H3BO3 防止MgCl2水解生Mg(OH)2 B2O3+3Mg 2B+3MgO c(Mg2+)=0.045mol/L A Mg H2O2+2e-+2H+=2H2O
【解析】
硼镁矿的主要成分为Mg2B2O5H2O,硼砂的化学式为Na2B4O710H2O.利用硼镁矿制取金属镁及粗硼的工艺流程中硼镁矿加入氢氧化钠浓溶液,过滤得到氢氧化镁,加入浓盐酸溶解通过蒸发浓缩,冷却结晶得到氯化镁结晶水合物,在氯化氢气流中加热得到氯化镁固体,电解熔融氯化镁得到镁;滤液中主要是NaBO2,通入适量二氧化碳气体得到硼砂,溶于热水后,用H2SO4调pH2~3制取H3BO3,加热得到B2O3,B2O3与镁反应生成硼,据此分析解答。
硼镁矿的主要成分为Mg2B2O5H2O,硼砂的化学式为Na2B4O710H2O.利用硼镁矿制取金属镁及粗硼的工艺流程中硼镁矿加入氢氧化钠浓溶液,过滤得到氢氧化镁,加入浓盐酸溶解通过蒸发浓缩,冷却结晶得到氯化镁结晶水合物,在氯化氢气流中加热得到氯化镁固体,电解熔融氯化镁得到镁;滤液中主要是NaBO2,通入适量二氧化碳气体得到硼砂,溶于热水后,用H2SO4调pH2~3制取H3BO3,加热得到B2O3,B2O3与镁反应生成硼,
(1)Mg2B2O5·H2O中Mg元素化合价为+2价,氧元素化合价-2价,依据化合价代数和为零计算得到硼元素化合价为+3价;在90℃的热水中,加入稀硫酸调节pH=2~3生成硼酸(H3BO3),硼砂中的Na2B4O7在酸溶液中生成H3BO3 ,反应的离子方程式为:B4O72- + 2H+ + 5H2O = 4H3BO3;
故答案为:+3;B4O72- + 2H+ + 5H2O = 4H3BO3;
(2)NaBH4为离子化合物,由Na+、BH4-构成,则NaBH4的电子式为;
故答案为:;
(3)加热MgCl2·6H2O时MgCl2易水解生成氢氧化镁和氯化氢,氯化氢易挥发,则将MgCl2·6H2O置于HCl氛围中加热的目的是防止MgCl2水解生成Mg(OH)2;X为B2O3,则Mg与B2O3在高温下反应的化学方程式为B2O3+3Mg2B+3MgO;
故答案为:防止MgCl2水解生成Mg(OH)2;B2O3+3Mg2B+3MgO;
(4)向硼镁矿中加入0.1 mol/L盐酸溶液,发生反应Mg2B2O5H2O+4HCl═2MgCl2+2H3BO3,充分反应后测得溶液的pH=2,即氢离子0.01 mol/L,则参加反应的氢离子浓度为0.09 mol/L,设Mg2+的浓度为x mol/L,可列比例
Mg2B2O5H2O+4HCl═2MgCl2+2H3BO3
4 2
0.09mol/L x 则可列出比例式,解得x=0.045;
则溶液中c(Mg2+)=0.045mol/L;
故答案为:c(Mg2+)=0.045mol/L;
(5)不与氦气反应,可用作镁蒸汽的冷却剂;镁与氮气反应生成氮化镁;镁与水蒸气反应生成氢氧化镁和氢气;镁与二氧化碳反应生成碳和氧化镁;镁与氯气反应生成氯化镁;则只有氦气可用作镁蒸汽的冷却剂,A项正确;
故答案为:A;
(6)Mg为活泼金属材料,可作电池的负极材料,过氧化氢在正极得电子生成水,电极反应式为H2O2+2e-+2H+=2H2O;
故答案为:Mg;H2O2+2e-+2H+=2H2O。
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】对水样中溶质M的分解速率影响因素进行研究。在相同温度下,M的物质的量浓度(mol·L-1)随时间(min)变化的有关实验数据见下表。
时间 水样 | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 |
I (pH=2) | 0.40 | 0.28 | 0.19 | 0.13 | 0.10 | 0.09 |
II(pH=4) | 0.40 | 0.31 | 0.24 | 0.20 | 0.18 | 0.16 |
Ⅲ(pH=4) | 0.20 | 0.15 | 0.12 | 0.09 | 0.07 | 0.05 |
IV(pH=4,含 Cu2+) | 0.20 | 0.09 | 0.05 | 0.03 | 0.01 | 0 |
下列说法不正确的是( )
A.由于Cu2+存在,IV中M的分解速率比I快
B.其它条件相同时,水样酸性越强,M的分解速率越快
C.在0~25 min内,Ⅲ中M的分解百分率比II
D.在0~20 min内,I中M的平均分解速率为0.015mol/(L·min)
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】二氧化氯是一种黄绿色具有刺激性气味的气体,常用于自来水消毒和果蔬保鲜等方面。氯酸钠还原法是目前使用较为广泛的ClO2制备方法,其中一种是用NaClO3与CH3OH在催化剂、60℃时,发生反应得到ClO2,下图装置(夹持装置略)对其制备、吸收、释放进行了研究。
已知:
①ClO2的浓度较大时易分解,实验室用稳定剂吸收ClO2,生成NaClO2,使用时加酸只释放出ClO2种气体;
②ClO2与KI反应的离子方程式为:2ClO2+10I+8H+2Cl+5I2+4H2O。
③
请回答:
(1) 仪器b在装置中的作用是________;比较仪器c和d,实验中c的优点是________。
(2) 制备装置甲中需改进的一项措施是________。
(3) 反应中甲醇被氧化为甲酸,写出制备ClO2的化学方程式:________;该制备法可选用不同的还原性物质作为还原剂,例如草酸,相比甲醇法,草酸法的优点是________。
(4) 下列有关说法正确的是________。
A.仪器a中NaOH溶液主要用于停止反应,并吸收多余的ClO2
B.装置e主要用于检验是否有Cl2生成
C.在ClO2释放实验中,发生的离子反应方程式是:4H++5ClO=Cl+4ClO2↑+2H2O
D.ClO2和Cl2都为强氧化剂,在相同条件下,等物质的量时,Cl2的氧化能力是ClO2的2.5倍
(5) 自来水厂用碘量法检测水中ClO2的浓度,其实验操作如下:取100.0 mL的水样,加入足量的碘化钾,再用氢氧化钠溶液调至中性,并加入淀粉溶液。再用0.1000 mol·L1 Na2S2O3标准溶液滴定碘单质(I2+2S2O=2I+S4O62—),达到滴定终点时用去15.00 mL Na2S2O3标准溶液,测得该水样中ClO2的含量为________mg·L1。
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】已知常温下碳酸、亚硫酸、次氯酸的电离平衡常数如下表:
H2CO3 | H2SO3 | HClO |
K1=4.30×10-7 | K1=1.54×10-2 | K=2.95×10-8 |
K2=5.61×10-11 | K2=1.02×10-7 |
下列说法正确的是
A. 相同条件下,同浓度的 H2SO3溶液和 H2CO3溶液的酸性, 后者更强
B. Na2CO3溶液中通入少量SO2: 2CO3 2- + SO2+ H2O = 2HCO3 - + SO3 2-
C. NaClO 溶液中通入少量CO2:2ClO- + CO2 + H2O = 2HClO + CO3 2-
D. 向氯水中分别加入等浓度的 NaHCO3 和 NaHSO3溶液,均可提高氯水中 HClO 的浓度
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】(1)标准状况下:① 0.3mol氨气 ②6.02×1022个CO2分子 ③7.3gHCl ④ 0.2molCH4 。其中体积最大的是______;密度最大的是_____;质量最大的是_____。(填序号)
(2)相同质量的SO2与SO3,其物质的量之比为_________,氧元素的质量之比为_________,原子总数之比为____________。
(3)100mL 1 mol·L-1Al2(SO4)3溶液中含SO42-离子______个,含Al3+离子______mol。
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】下列计算结果正确的是( )
A.将25gCuSO4·5H2O硫酸铜晶体溶解在975g水中,所得溶液溶质的质量分数为2.5%
B.0.23gNa与9.77gH2O完全反应,所得溶液溶质的质量分数为2.3%
C.7.8gNa2O2与92.2gH2O完全反应,所得溶液溶质的质量分数为8.0%
D.32.2gNa2SO4·10H2O溶于水配成500 mL溶液中,离子的物质的量浓度为0.6mol·L-1
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】已知:稀Na3AsO3溶液、稀碘水和稀NaOH溶液混合,发生如下反应:AsO33-(aq)+I2(aq)+2OH-(aq)AsO43-(aq)+2I-(aq)+H2O(l),反应一段时间后测得c(AsO43-)为amol·L-1。下列说法能判断反应达到平衡状态的是
A.c(I-)=2a mol·L—1
B.v (I-)=2v(AsO43-)
C.c(AsO43-)/c(I-)不再变化
D.溶液的pH不再变化
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】顺铂是一种用于治疗癌症的药物,它的结构如下图所示。关于1 mol顺铂的下列说法中,正确的是( )
A.含氮元素的质量为14gB.含铂原子的数目约为6.02×1024
C.含氯元素的质量为35.5gD.含氢原子的物质的量6 mol
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】某无色溶液中可能含有Na+、K+、NH4+、Ca2+、Cu2+、SO42-、SO32-、Cl-、Br-、CO32-中的若干种,离子浓度都为0.1 mol·L-1。往该溶液中加入过量的BaCl2和盐酸的混合溶液,无白色沉淀生成。某同学另取少量原溶液,设计并完成如右实验:则下列关于原溶液的判断正确的是( )
A.若步骤中Ba(NO3)2和HNO3的混合溶液改用BaCl2和盐酸的混合溶液,则对溶液中离子的判断无影响
B.无法确定原溶液中是否存在Cl-
C.肯定存在的离子是SO32-、Br-,是否存在Na+、K+需要通过焰色反应来确定
D.肯定不存在的离子是Ca2+、Cu2+、SO42-、CO32-,是否含NH4+另需实验验证
查看答案和解析>>
湖北省互联网违法和不良信息举报平台 | 网上有害信息举报专区 | 电信诈骗举报专区 | 涉历史虚无主义有害信息举报专区 | 涉企侵权举报专区
违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com