Question

【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如下，请回答下列有关问题：

（1）硼砂中B的化合价为_________；滤渣的主要成分为_______________。

（2）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_________________________。

（3）H3BO3是一种一元弱酸，也可写作B(OH)3，它与水作用时结合水电离的OH-而呈酸性，这一变化的离子方程式为______________________________。

（4）MgCl2·6H2O需要在HCl氛围中加热，其目的是______________________。

（5）已知25℃时，Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12；酸碱指示剂百里酚蓝变色的pH范围如下：

pH	＜8.0	8.0～9.6	＞9.6
颜色	黄色	绿色	蓝色

在Mg(OH)2饱和溶液中滴加2滴百里酚蓝指示剂，溶液的颜色为_______________。

Answer 1

【答案】 +3 Mg(OH)2 3Mg+B2O32B+3MgO H3BO3+H2O[B(OH)4]-+H+ 防止MgCl2水解生成Mg(OH)2 蓝色

【解析】(1)硼砂的化学式为Na2B4O710H2O，钠元素化合价为+1价，氧元素化合价-2价，依据化合价代数和计算得到硼元素化合价为+3价；根据题意，硼镁矿(Mg2B2O5H2O)中加入氢氧化钠反应生成的滤渣用盐酸溶解后生成氯化镁，故滤渣为氢氧化镁，故答案为：+3；Mg(OH)2；

(2)X为H3BO3晶体加热脱水的产物，应为B2O3，B2O3与Mg反应制取粗硼与氧化镁，反应方程式为B2O3+3Mg2B+3MgO，故答案为：B2O3+3Mg2B+3MgO；

(3)H3BO3是一种一元弱酸，也可写作B(OH)3，它与水作用时结合水电离的OH-而呈酸性，反应的离子方程式为H3BO3+H2O[B(OH)4]-+H+，故答案为：H3BO3+H2O[B(OH)4]-+H+；

(4)MgCl27H2O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，故答案为：防止MgCl2水解生成Mg(OH)2；

(5)25℃时，Mg(OH)2的溶度积Ksp=5.6×10-12，根据平衡Mg(OH)2(s)Mg2++2OH-可得：c(Mg2+)c2(OH-)=5.6×10-12，设c(OH-)=2c(Mg2+)=x，则：0.5x×x2=5.6×10-12，解得：x=2.24×10-4mol/L，c(H+)=mol/L=4.5×10-11mol/L，溶液的pH=10.4＞9.6，所以溶液呈蓝色，故答案为：蓝色。