Question

【题目】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Mg2B2O5·H2O与硫酸反应生成硼酸(H3BO3)的化学方程式_____________。为提高浸出速率，除适当增加硫酸的浓度外，还可采取的措施有_________（写出两条）。

（2）利用_______的磁性，可将其从“矿粉”中分离。“浸渣”中的物质是______（写化学式）。

（3） “净化除杂”需先加H2O2溶液，作用是(用离子方程式表示)_______。然后再调节溶液的pH约为5，目的是________。

（4）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_______。

Answer 1

【答案】 Mg2B2O5·H2O+2H2SO42MgSO4+2H3BO3 减小铁硼矿粉粒径、提高反应温度、搅拌或其它合理答案 Fe3O4 SiO2和CaSO4 2Fe2++H2O2+2H+=Fe3+ + 2H2O 使Al3+与Fe3+形成氢氧化物而除去

【解析】Fe3O4具有磁性，可将Fe3O4从“矿粉”中分离。“硫酸浸出”过程中，Mg2B2O5·H2O、Fe3O4、Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3与硫酸反应生成MgSO4、H3BO3、Fe2（SO4）3、FeSO4、CaSO4、Al2（SO4）3，SiO2难溶于硫酸，过滤后的浸渣为SiO2和微溶于水的CaSO4；“净化除杂”加入H2O2将Fe2+氧化成Fe3+，然后调节pH约为5，根据流程，Fe3+、Al3+依次转化为Fe（OH）3、Al（OH）3沉淀而除去；滤液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到粗硼酸。

Fe3O4具有磁性，可将Fe3O4从“矿粉”中分离。“硫酸浸出”过程中，Mg2B2O5·H2O、Fe3O4、Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3与硫酸反应生成MgSO4、H3BO3、Fe2（SO4）3、FeSO4、CaSO4、Al2（SO4）3，SiO2难溶于硫酸，过滤后的浸渣为SiO2和微溶于水的CaSO4；“净化除杂”加入H2O2将Fe2+氧化成Fe3+，然后调节pH约为5，根据流程，Fe3+、Al3+依次转化为Fe（OH）3、Al（OH）3沉淀而除去；滤液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到粗硼酸。

（1）Mg2B2O5·H2O与硫酸反应生成H3BO3、MgSO4，反应的化学方程式为Mg2B2O5·H2O+2H2SO42MgSO4+2H3BO3。根据外界条件对化学反应速率的影响，为提高浸出速率，除适当增加硫酸的浓度外，还可采取的措施有：减小铁硼矿粉的粒径、提高反应温度、搅拌等。

（2）利用Fe3O4的磁性，可将其从“矿粉”中分离。根据上述分析，SiO2难溶于硫酸，CaO与硫酸反应生成微溶于水的CaSO4，“浸渣”中的物质是SiO2和CaSO4。

（3）“硫酸浸出”过程中生成了FeSO4，“净化除杂”时加入H2O2溶液将Fe2+氧化成Fe3+，反应的离子方程式是2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O。根据流程，调节溶液的pH约为5，目的是使Fe3+、Al3+依次转化为Fe（OH）3、Al（OH）3沉淀而除去。

（4）NaBH4中Na+与BH4-间为离子键，BH4-内B原子与H原子间为共价键，NaBH4的电子式为。