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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,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:已知:Fe3+、Al3+、Fe2+和Mg2+以氢氧
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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,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:
已知:Fe3+、Al3+、Fe2+和Mg2+以氢氧化物形式完全沉淀时,溶液的pH分别为3.2、4.9、9.7和12.4.
回答下列问题:
(1)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___;
(2)实验室中过滤操作所需要的玻璃仪器有:玻璃棒、___;
(3)“浸渣”中的物质是___(化学式);
(4)“净化除杂”需先加H2O2溶液,作用是___,然后再调节溶液的pH约为5,目的是___;
(5)“粗硼酸”中的主要杂质是___(填名称);
(6)单质硼可用于生产具有优良抗冲击性能的硼钢.以硼酸和金属镁为原料在加热条件下可制备单质硼,
用化学方程式表示制备过程___.
已知:Fe3+、Al3+、Fe2+和Mg2+以氢氧化物形式完全沉淀时,溶液的pH分别为3.2、4.9、9.7和12.4.
回答下列问题:
(1)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___;
(2)实验室中过滤操作所需要的玻璃仪器有:玻璃棒、___;
(3)“浸渣”中的物质是___(化学式);
(4)“净化除杂”需先加H2O2溶液,作用是___,然后再调节溶液的pH约为5,目的是___;
(5)“粗硼酸”中的主要杂质是___(填名称);
(6)单质硼可用于生产具有优良抗冲击性能的硼钢.以硼酸和金属镁为原料在加热条件下可制备单质硼,
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)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:提高反应温度或减小铁硼矿粉粒径;
(2)实验室中过滤操作所需要的玻璃仪器有:玻璃棒、烧杯和漏斗,
故答案为:烧杯和漏斗;
(3)铁硼矿(主要成分为Mg2B2O5•H2O和Fe3O4,还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)中SiO2不溶于硫酸,另外溶解过程中产生硫酸钙微溶,所以“浸渣”中还剩余的物质是SiO2、CaSO4,
故答案为:SiO2、CaSO4;
(4)“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;
(5)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;
(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
B2O3+3H2O、B2O3+3Mg
2B+3MgO,
故答案为:2H3BO3
B2O3+3H2O、B2O3+3Mg
2B+3MgO.
(1)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:提高反应温度或减小铁硼矿粉粒径;
(2)实验室中过滤操作所需要的玻璃仪器有:玻璃棒、烧杯和漏斗,
故答案为:烧杯和漏斗;
(3)铁硼矿(主要成分为Mg2B2O5•H2O和Fe3O4,还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)中SiO2不溶于硫酸,另外溶解过程中产生硫酸钙微溶,所以“浸渣”中还剩余的物质是SiO2、CaSO4,
故答案为:SiO2、CaSO4;
(4)“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;
(5)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;
(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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故答案为:2H3BO3
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