硼酸（H3BO3）为白色粉末状结晶，大量用于玻璃工业，可以改善玻璃制品的耐热、透明性能，提高机械强度，缩短熔融时间．以铁硼矿（主要成分为Mg2B2O5•H2O和Fe3O4，还有少量Fe2O3、FeO、Al2O3

Question

硼酸（H₃BO₃）为白色粉末状结晶，大量用于玻璃工业，可以改善玻璃制品的耐热、透明性能，提高机械强度，缩短熔融时间．以铁硼矿（主要成分为Mg₂B₂O₅•H₂O和Fe₃O₄，还有少量Fe₂O₃、FeO、Al₂O₃和SiO₂等）为原料制备硼酸的工艺流程如下（部分操作和条件略）：
Ⅰ．向铁硼矿粉中加入过量稀H₂SO₄，过滤；
Ⅱ．向滤液中加入过量双氧水，再调节溶液的pH约为5；
Ⅲ．过滤，将所得滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得粗硼酸和含镁盐的母液；
Ⅳ．粗硼酸精制得硼酸．
已知：
生成氢氧化物沉淀的pH

	Al（OH）3	Fe（OH）2	Fe（OH）3	Mg（OH）2
开始沉淀时	3.8	5.8	2.2	10.6
完全沉淀时	4.7	8.3	4.0	12

注：金属离子的起始浓度为0.01mol•L^-1
请回答：
（1）写出Mg₂B₂O₅•H₂O与硫酸反应的化学方程式：___．
（2）为提高步骤I中的反应速率，可采取的措施有___（写出两条）．
（3）步骤Ⅱ的目的是___．
（4）“粗硼酸”中的主要杂质是___．

Answer 1

（1）Mg₂B₂O₅•H₂O与硫酸反应的化学方程式：Mg₂B₂O₅•H₂O+2H₂SO₄(△.)/()2H₃BO₃+2MgSO₄，
故答案为：Mg₂B₂O₅•H₂O+2H₂SO₄(△.)/()2H₃BO₃+2MgSO₄；
（2）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：升高温度、适当增大硫酸的浓度或减小铁硼矿粉的粒径等；
（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Fe²⁺氧化为Fe³⁺；使Al³⁺与Fe³⁺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”中的主要杂质是硫酸镁，
故答案为：MgSO₄ ；