工业上用自然界存在的角膜硼镁矿（主要成分为Mg2B3O5•5H2O）制取金属镁和粗硼，工艺过程如下：根据以上信息回答下列问题：（1）硼砂中硼的化合价，溶于热水后，若需要调节pH为2-3制

Question

工业上用自然界存在的角膜硼镁矿（主要成分为Mg₂B₃O₅•5H₂O）制取金属镁和粗硼，工艺过程如下：

根据以上信息回答下列问题：
（1）硼砂中硼的化合价___，溶于热水后，若需要调节pH为2-3制取硼酸，写出该反应的离子方程式：___；
（2）从氯化镁晶体制得无水氯化镁的条件是___；其理由是___，若用惰性电磁电解MgCl₂溶液，写出电解过程的离子方程式：___．
 （3）制得的粗硼可在一定条件与I₂作用生产BI₂，再提纯BI₂，BI₂沸点较低，提纯可采用___；高温时BI₂即可分解，得到高纯度硼．根据分解生成碘的量还可以测定粗硼的粗度．方法如下：
称取0.04g粗硼转化成纯BI₂，再完全分解，生成的碘用0.3mol/L的Na₂S₂O₃溶液滴定至终点，消耗标准液36.00mL（滴定原理：I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-）
①滴定终点判断应用___作指示剂；
②标准液应盛装在___滴定管中；
③该粗硼的纯度为___．
（4）Mg-H₂O₂酸性染料电池的反应机理为：Mg+H₂O₂+2H⁺=Mg²⁺+2H₂O，则电池正极反应式为___；常温下，若起始电解液pH=1，则电池工作一段时间后，电解液pH=2，此时溶液中c（Mg²⁺）___；当溶液pH=6时，镁元素的主要存在形式是___．（已知：K_sp[Mg（OH）₂]=5.6×10^-12）

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；
故答案为：+3；B₄O₇^2-+2H⁺+5H₂O=4H₃BO₃；
（2）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；若用惰性电极电解MgCl₂溶液，阴极氢离子得到电子生成氢气，水的电离平衡破坏，水电离生成氢氧根离子浓度增大，和镁离子形成氢氧化镁沉淀，反应的离子方程式为2H₂O+Mg²⁺+2Cl^-(通电.)/()H₂↑+Mg（OH）₂↓+Cl₂↑，
故答案为：防止MgCl₂水解生成Mg（OH）₂；2H₂O+Mg²⁺+2Cl^-(通电.)/()H₂↑+Mg（OH）₂↓+Cl₂↑；
（3）制得的粗硼可在一定条件与I₂作用生产BI₂，再提纯BI₂，BI₂沸点较低，提纯可采用蒸馏的方法分离得到，故答案为：蒸馏；
①生成的碘用0.3mol/L的Na₂S₂O₃溶液滴定至终点，需要淀粉溶液做反应的指示剂，故答案为：淀粉溶液；
②硫代硫酸钠溶液呈碱性，选择碱式滴定管，故答案为：碱式；
③硫代硫酸钠的物质的量为：0.30mol/L×0.036L=0.0108mol，根据关系式：B～BI₃～(3)/(2)I₂～3S₂O₃^2-，n（B）=(1)/(3)n（S₂O₃^2-）=0.0108mol×(1)/(3)=0.0036mol，
硼的质量为：11g/mol×0.0036mol=0.0396g，粗硼中硼的含量为：(0.0396g)/(0.04g)×100%=99%，
故答案为：99%；
（4）镁-H₂O₂酸性燃料电池的反应机理为Mg+H₂O₂+2H⁺═Mg²⁺+2H₂O，正极上是过氧化氢得到电子生成水的反应，正极反应式H₂O₂+2H⁺+2e^-=2H₂O；若起始电解质溶液pH=1，则pH=2时溶液中，氢离子浓度减小0.1mol/L-0.01mol/L=0.09mol/L，依据反应方程式得到Mg²⁺离子浓度=0.045mol/L；K_sp[Mg（OH）₂]=5.6×10^-12，当溶液pH=6时，c（OH^-）=10^-8mol/L，则Q_c=c（Mg²⁺）×c²（OH^-）=0.045mol/L×10^-16mol/L=4.5×10^-18sp[Mg（OH）₂]，说明无氢氧化镁沉淀生成，只有Mg²⁺形式存在；
故答案为：H₂O₂+2H⁺+2e^-=2H₂O；0.045 mol•L^-1；Mg²⁺形式存在，没有Mg（OH）₂沉淀．