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Mg2B2O5•H2O，硼砂的化学式为Na2B4O7•10H2O．利用硼镁矿制取金属镁及粗硼的工艺流程如下．回答下列有关问题．（1）硼

Question

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Mg₂B₂O₅•H₂O，硼砂的化学式为Na₂B₄O7•10H₂O．利用硼镁矿制取金属镁及粗硼的工艺流程如下．

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到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反应制取粗硼的化学方程式为___，该反应中的氧化剂是___（填化学式）．
（2）硼酸是一种一元弱酸，它与水作用时结合水电离的OH^-而释放出水电离的H+，这一变化的化学方程式为___．皮肤上不小心碰到氢氧化钠溶液，一般先用大量水冲洗，然后再涂上硼酸溶液，则硼酸与氢氧化钠反应的离子方程式为___．
（3）MgCl₂•7H₂O需要在HCl氛围中加热制MgCl₂，其目的是___．
（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/LNa₂S₂O₃（H₂S₂O₃为弱酸）溶液滴定至终点，消耗Na₂S₂O₃溶液18.00mL．盛装Na₂S₂O₃溶液的仪器应为___（填“酸式”或“碱式”）滴定管．该粗硼样品的纯度为___（提示：I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-）．

Answer 1

（1）硼砂的化学式为Na₂B₄O₇•10H₂O，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；用H₂SO₄调pH2～3，硼砂中的Na₂B₄O₇在酸溶液中生成H₃BO₃ ，反应的离子方程式为：B₄O₇^2-+2H⁺+5H₂O=4H₃BO₃，X为H₃BO₃晶体加热脱水的产物是B₂O₃，镁和得到B₂O₃反应生成氧化镁和硼，反应的化学方程式为：3Mg+B₂O₃(高温.)/()2B+3MgO，反应中元素化合价降低的做氧化剂，硼元素化合价+3价变化为0价，则B₂O₃做氧化剂；
故答案为：+3；B₄O₇^2-+2H⁺+5H₂O=4H₃BO₃；3Mg+B₂O₃(高温.)/()2B+3MgO；B₂O₃；
（2）硼酸是一种一元弱酸，它与水作用时结合水电离的OH^-而释放出水电离的H⁺，据此书写离子方程式为：H₃BO₃+H₂O⇌[B（OH）₄]^-+H⁺，硼酸是一元弱酸与氢氧化钠反应生成四羟基硼酸根，反应的离子方程式为：H₃BO₃+OH^-=[B（OH）₄]^-；
故答案为：H₃BO₃+H₂O⇌[B（OH）₄]^-+H⁺；H₃BO₃+OH^-=[B（OH）₄]^-；
（3）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，
故答案为：防止MgCl₂水解生成Mg（OH）₂；
（4）H₂S₂O₃为弱酸，Na₂S₂O₃溶液显碱性，据此选择滴定管应为简式滴定管；
硫代硫酸钠的物质的量为：0.30mol/L×0.018L=0.0054mol，I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-，
根据关系式：B～BI₃～(3)/(2)I₂～3S₂O₃^2-，
n（B）=(1)/(3)n（S₂O₃^2-）=0.0018mol，
硼的质量为：10.81g/mol×0.0018mol=0.01944g，粗硼中硼的含量为：(0.01944g)/(0.0200g)×100%=97.2%，
故答案为：碱式；97.2%．