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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Mg

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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:
作业搜
回答下列问题:
(1)写出Mg2B2O5•H2O与硫酸反应的化学方程式 ___.为提高浸出速率,除适当增加硫酸浓度外,还可采取的措施有 ___(写出两条).
(2)利用 ___的磁性,可将其从“浸渣”中分离.“浸渣”中还剩余的物质是 ___(化学式).
(3)“净化除杂”需先加H2O2溶液,作用是 ___.然后在调节溶液的pH约为5,目的是 ___.
(4)“粗硼酸”中的主要杂质是 ___(填名称).
(5)以硼酸为原料可制得硼氢化钠(NaBH4),它是有机合成中的重要还原剂,其电子式为 ___.
(6)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 ___.
▼优质解答
答案和解析
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),由流程可知,加硫酸溶解只有SiO2不溶,CaO转化为微溶于水的CaSO4,“净化除杂”需先加H2O2溶液,将亚铁离子转化为铁离子,调节溶液的pH约为5,使铁离子、铝离子均转化为沉淀,则滤渣为氢氧化铝、氢氧化铁,然后蒸发浓缩、冷却结晶、过滤分离出H3BO3
(1)Mg2B2O5•H2O与硫酸反应的化学方程式Mg2B2O5•H2O+2H2SO4
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2H3BO3+2MgSO4,为提高浸出速率,除适当增加硫酸浓度浓度外,还可采取的措施有提高反应温度或减小铁硼矿粉粒径等,故答案为:Mg2B2O5•H2O+2H2SO4
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2H3BO3+2MgSO4;提高反应温度或减小铁硼矿粉粒径;
(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:将亚铁离子氧化为铁离子;使铁离子、铝离子形成氢氧化物沉淀而除去;
(4)最后浓缩结晶时硫酸镁易结合水以晶体析出,则“粗硼酸”中的主要杂质是七水硫酸镁,故答案为:七水硫酸镁;
(5)NaBH4为离子化合物,含离子键、共价键,其电子式为作业搜,故答案为:作业搜
(6)以硼酸和金属镁为原料可制备单质硼的化学方程式为2H3BO3
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B2O3+3H2O、B2O3+3Mg
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2B+3MgO,故答案为:2H3BO3
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B2O3+3H2O、B2O3+3Mg
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2B+3MgO.