【题目】硼、镁及其化合物在工农业生产中应用广泛。
已知:硼镁矿主要成分为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为:
回答下列有关问题:
(1)硼砂中B的化合价为________________,溶于热水后,常用H2SO4调pH为2~3制取H3BO3,反应的离子方程式为________________________________________________________________。X为H3BO3晶体加热脱水的产物,其与Mg制取粗硼的化学方程式为_______________________________________________________________。
(2)MgCl2·7H2O需要在HCl氛围中加热,其目的是______________________________________________________________。若用惰性电极电解MgCl2溶液,其总反应离子方程式为____________________________________________________________。
(3)镁-H2O2酸性燃料电池的反应机理为Mg+H2O2+2H+═Mg2++2H2O,则正极反应式为____________________________________________________。
(4)制得的粗硼在一定条件下生成BI3,BI3加热分解可以得到纯净的单质硼。现将0.020g粗硼制成的BI3完全分解,生成的I2用0.30mol·L-1Na2S2O3溶液滴定至终点,并选用指示剂,达到滴定终点的现象是_________________________________________。消耗Na2S2O3溶液18.00mL。该粗硼样品的纯度为__________________。(提示:I2+2S2O32-=2I-+S4O62-)
【答案】+3 B4O72-+2H++5H2O=4H3BO3 3Mg+B2O32B+3MgO 防止MgCl2水解生成Mg(OH)2 2H2O+Mg2++2Cl-Cl2↑+H2↑+Mg(OH)2↓ H2O2+2H++2e-=2H2O 当滴入最后一滴标准液时,溶液恰好由蓝色褪至无色,且半分钟不恢复原色 97.3%
【解析】
硼镁矿主要成分为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,滤渣中加入浓盐酸得到氯化镁,加入浓盐酸溶解通过蒸发浓缩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,电计算得出到镁;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pH为2-3制取H3BO3,加热得到X为B2O3,
(1)硼砂的化学式为Na2B4O710H2O,用H2SO4调pH为2-3制取H3BO3,硼砂中的Na2B4O7在酸溶液中生成H3BO3,微溶于水,为一元弱酸;据此写出反应的离子方程式;
(2)氯化镁在水溶液中水解生成氢氧化镁,加入盐酸可抑制水解;惰性电极电解MgCl2溶液阴极氢离子得到电子生成氢气,水的电离平衡破坏,水电离生成氢氧根离子浓度增大,和镁离子形成氢氧化镁沉淀,阳极氯离子失电子生成氯气,据此写出该反应的总反应;
(3)燃料电池中正极上是过氧化氢得到电子生成水;
(4)根据碘遇淀粉变蓝的性质,判断滴定终点;根据关系式B-BI3-3/2I2-3 S2O32-,及滴定数据计算出粗硼中硼的含量。
(1) 硼砂的化学式为Na2B4O710H2O,根据化合价法则,钠元素为+1价,氢元素为+1价,氧元素为-2价,所以硼砂中B的化合价为+3价;硼砂溶于水,在酸性条件下生成H3BO3,反应的离子方程式为:B4O72-+2H++5H2O=4H3BO3;H3BO3晶体加热脱水的产物为B2O3,B2O3在通电条件下与镁发生置换反应生成粗硼,化学方程式为:. 3Mg+B2O32B+3MgO;综上所述,本题答案是:+3,B4O72-+2H++5H2O=4H3BO3 3Mg+B2O32B+3MgO。
(2)MgCl2·7H2O需要在HCl氛围中加热,是为了防止氯化镁水解生成氢氧化镁;若用惰性电极电解MgCl2溶液,阴极氢离子得到电子生成氢气,水的电离平衡破坏,水电离生成氢氧根离子浓度增大,和镁离子形成氢氧化镁沉淀;阳极氯离子失电子变为氯气;其总反应离子方程式:2H2O+Mg2++2Cl- ===Cl2↑+H2↑+Mg(OH)2↓;综上所述,本题答案是:防止MgCl2水解生成Mg(OH)2 ;2H2O+Mg2++2Cl- ==Cl2↑+H2↑+Mg(OH)2↓。
(3)镁-H2O2酸性燃料电池的反应机理为Mg+H2O2+2H+═Mg2++2H2O,则正极上是过氧化氢得到电子生成水的反应,正极反应式:H2O2+2H++2e-=2H2O;综上所述,本题答案是:H2O2+2H++2e-=2H2O。
(4) 碘与淀粉变蓝,根据:I2+2S2O32-=2I-+S4O62-反应可知,当滴入最后一滴标准液时,溶液恰好由蓝色褪至无色,且半分钟不恢复原色,达到滴定终点; 硫代硫酸钠的物质的量为0.30×18×10-3mol;根据关系式可知:B-BI3-3/2I2-3 S2O32-,,n(B)=1/3n(S2O32-)=1/3×0.30×18×10-3mol=1.8×10-3mol;单质硼的质量为1.8×10-3×10.81=0.01946g; 粗硼中硼的含量为: 0.01946/0.020×100%= 97.3%;
综上所述,本题答案是:当滴入最后一滴标准液时,溶液恰好由蓝色褪至无色,且半分钟不恢复原色;97.3% 。
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】为探究一溴环己烷()与NaOH的醇溶液共热发生的是水解反应还是消去反应,甲、乙两同学分别设计如下实验方案。
甲:向反应混合液中滴入稀硝酸中和NaOH,然后再滴入AgNO3溶液,若有浅黄色沉淀生成,则可证明发生了消去反应。
乙:向反应混合液中滴入溴水,若溶液颜色很快褪去,则可证明发生了消去反应。
则上述说法中正确的是( )
A. 甲 B. 乙
C. 都正确 D. 都不正确
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】某溶液中可能含K+、Ba2+、Na+、NH4+、Cl-、SO42-、AlO2-、OH-中的几种,向其中通入CO2气体,产生沉淀的量与通入CO2的量之间的关系如图所示,下列说法正确的
A. CD段的离子方程式可以表示为:CO32-+CO2+H2O═2HCO3-
B. 肯定不存在的离子是SO42-、OH-
C. 该溶液中能确定存在的离子是Ba2+、AlO2-、NH4+
D. OA段反应的离子方程式:2AlO2-+CO2+3H2O═2Al(OH)3↓+CO32-
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】下列说法中正确的是( )
A.有机物都是从有机体中分离出来的物质
B.有机物都是共价化合物
C.有机物不一定都不溶于水
D.有机物不具备无机物的性质
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】原子序数小于36的X、Y、Z、W、Q、R六种元素,原子序数依次增大,X、Q能形成两种液态化合物甲和乙,原子个数比分别为2∶1和1∶1,Y原子核外电子占据3个轨道,Z是形成化合物种类最多的元素,R基态原子的第一能层与第四能层填充的电子数相同,第二能层与第三能层填充的电子数相同。
Ⅰ.Z2X2是有机合成工业的一种原料。
(1)将Z2X2通入[Cu(NH3)2]Cl溶液生成红棕色沉淀。Cu+基态核外电子排布式为_________________,比较NH3和[Cu(NH3)2]+中H-N-H键角的大小:NH3___[Cu(NH3)2]+(填“大于”或“小于”),并说明理由_________________
(2)Z2X2与XZW反应可得丙烯腈。丙烯腈分子中碳原子轨道杂化类型是_____________
(3)Y(OH)3是一元弱酸,其中Y原子因缺电子而易形成配位键,写出Y(OH)3在水溶液中的电离方程式____________________________________
Ⅱ.工业上用RZ2与X2Q反应生成Z2X2。
(4)RZ2中的Z22-与Q22+互为等电子体,Q22+的电子式可表示为__________。
(5)工业制Z2X2的原料(RZ2、X2Q)以及产物(Z2X2)的沸点从高到低排序,其顺序为___________(用化学式表示),其理由为_______________。
(6)RZ2晶体的晶胞结构与NaCl晶体的相似(如图所示),但RZ2晶体中含有的哑铃形Z22-的存在,使晶胞沿一个方向拉长,晶胞的边长分别为a nm、a nm、b nm。RZ2晶体中,阳离子的配位数为____________, RZ2的密度___________g/cm3(用a、b表示)。
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】下列关于化学反应与能量变化关系的描述中,说法不正确的是 ( )
A. 化学反应中,吸热反应不一定需要加热也能发生
B. 化学反应中一定有能量变化
C. 放热的反应,不必加热就能发生反应
D. 热化学反应方程式中,热效应数值与反应物的物质的量多少有关
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】自然界中的许多植物中含有醛,其中有些具有特殊香味,可作为植物香料使用,例如桂皮含肉桂醛(),杏仁含苯甲醛()。下列说法错误的是
A. 肉桂醛能发生加成反应、取代反应和加聚反应
B. 可用新制氢氧化铜悬浊液检验肉桂醛分子中的含氧官能团
C. 肉桂醛和苯甲醛互为同系物
D. 苯甲醛分子中所有原子可能位于同一平面内
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】下列反应中,第一步反应生成的沉淀经第二步反应后质量增加的是
A. 将少量FeCl2溶液加入到NaOH溶液中,再滴加H2O2溶液
B. 将少量AgNO3溶液滴加到NaBr溶液中,再滴加Na2S溶液
C. 将少量CO2(g)通入饱和Ca(OH)2溶液中,再通入过量Cl2(g)
D. 将少量Ba(OH)2溶液滴加到入A12(S04)3溶液中,再加入过量NaOH溶液
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