Question

14．硼酸锌（2ZnO•3B₂O₃•3.5H₂O）为白色粉末，是一种新型的阻燃剂，不溶于水，能在高温下脱水，具有吸热、发泡及冲稀可燃物的功效，合成硼酸锌的一种工艺流程如图：

回答下列问题：
（1）步骤①中的硼砂Na₂[B₄O₅（OH）₄]•8H₂O易溶于水，可少量水解生成等物质的量的H₃BO₃（硼酸）和NaBO₂（硼酸钠）．Na₂[B₄O₅（OH）₄]•8H₂O中B元素的化合价为+3；H₃BO₃属于一元弱酸（填“强酸”或“弱酸”）
（2）步骤②中发生的反应会生成两种产物，其中之一是H₃BO₃，该反应的化学方程式为2NaBO₂+H₂SO₄+2H₂O=Na₂SO₄+2H₃BO₃．
（3）中国化学家胡云楚对步骤③进行了改进，直接将固体ZnO和H₃BO₃磨成微米级的物质，且在一定条件下能得到纳米级硼酸锌．胡云楚改进后的制备过程不能（填“能”或“不能”）在高温下进行，原因是高温下硼酸锌会脱水．
（4）步骤④若在实验室进行，需要的玻璃仪器除烧杯外，还有漏斗、玻璃棒．
（5）证明步骤⑤中沉淀已洗净的方法是取少量最后一次的洗涤液于试管中，向其中滴加盐酸酸化的BaCl₂溶液，若不产生白色沉淀，则表明已洗净．
（6）在873K下，利用LiH、B及H₂通过化合反应可制取LiBH₄．该反应的化学方程式为2LiH+2B+3H₂$\frac{\underline{\;873K\;}}{\;}$2IiBH₄．

Answer 1

分析 硼砂Na₂[B₄O₅（OH）₄]•8H₂O易溶于水，可少量水解生成等物质的量的H₃BO₃（硼酸）和NaBO₂（硼酸钠），硼砂水解生成的NaBO₂能和NaOH发生复分解反应生成硫酸钠和硼酸，然后加入ZnO得到2ZnO•3B₂O₅，然后冷却结晶、洗涤、干燥、研磨得到2ZnO•3B₂O₅•3.5H₂O，
（1）根据化合价代数和为0计算；H₃BO₃是一元弱酸；
（2）步骤②中硫酸和硼酸钠发生复分解反应；
（3）硼酸锌（2ZnO•3B₂O₅•3.5H₂O）能在高温下脱水；
（4）步骤④若在实验室进行，需要的玻璃仪器除烧杯外，还有漏斗和玻璃棒；
（5）晶体吸附的是硫酸根离子，硫酸根离子用盐酸酸化的氯化钡溶液检验；
（6）在873K下，利用氢化锂、单质硼及氢气可制取LiBH₄，根据反应物、生成物和反应条件书写化学方程式．

解答 解：（1）硼砂Na₂[B₄O₅（OH）₄]•8H₂O中钠元素+1价，氧元素-2价，氢元素+1价，化合价代数和为0，则B元素的化合价为+3；H₃BO₃是一元弱酸；
故答案为：+3；弱酸；
（2）步骤②中硫酸和硼酸钠发生复分解反应生成硫酸钠和硼酸，反应方程式为2NaBO₂+H₂SO₄+2H₂O=Na₂SO₄+2H₃BO₃；
故答案为：2NaBO₂+H₂SO₄+2H₂O=Na₂SO₄+2H₃BO₃；
（3）硼酸锌（2ZnO•3B₂O₅•3.5H₂O）能在高温下脱水，所以不能在高温下制取；
故答案为：不能；高温下硼酸锌会脱水；
（4）步骤④若在实验室进行，需要的玻璃仪器除烧杯外，还有漏斗和玻璃棒，漏斗进行过滤、玻璃棒引流；
故答案为：漏斗、玻璃棒；
（5）晶体吸附的是硫酸根离子，硫酸根离子用盐酸酸化的氯化钡溶液检验，其操作方法为：取最后洗涤液中的上层液体，向溶液中加入盐酸酸化的氯化钡溶液，如果产生白色沉淀就说明没有洗涤干净，否则已经洗涤干净；
故答案为：取少量最后一次的洗涤液于试管中，向其中滴加盐酸酸化的BaCl₂溶液，若不产生白色沉淀，则表明已洗净；
（6）在873K下，利用氢化锂、单质硼及氢气可制取LiBH₄，根据反应物、生成物和反应条件书写化学方程式，反应方程式为2LiH+2B+3H₂$\frac{\underline{\;873K\;}}{\;}$2IiBH₄；
故答案为：2LiH+2B+3H₂$\frac{\underline{\;873K\;}}{\;}$2IiBH₄．

点评 本题考查了物质的制备，为高频考点，涉及基本操作、离子检验等知识点，明确基本操作方法、物质或离子性质等知识点是解本题关键，注意硫酸根离子检验方法，易错点是化学用语的正确运用，需要学生加强练习．