Question

【题目】以生产硼砂晶体的废渣为原料制取七水合硫酸镁的工艺流程如下：

资料：(1)生产硼砂晶体的废渣主要成分是MgO，还含有Na2B4O7、CaO、Fe2O3、FeO：MnO、SiO2等杂质。

(2)滤渣C的成分为CaSO4·2H2O

回答下列问题：

(1)“酸浸”实验中，镁的浸出率结果如下图所示。由图可知，当镁的浸出率为80%时，所采用的实验条件为___________；

(2)滤渣B中含有不溶于稀盐酸、但能溶于热的浓盐酸的黑色固体，写出生成该黑色固体的离子方程式______________________；

(3)流程中加入的物质A是______________________；

(4)从滤液C中得到MgSO4·7H2O步骤为______________________；

(5)硼砂也可用于工业上制取NaBH4，NaBH4被称为有机化学中的“万能还原剂”。

①写出NaBH4的电子式：___________；

②“有效氢含量”可用来衡量含氢还原剂的还原能力，其定义是：每克含氢还原剂的还原能力相当于多少克H2的还原能力。NaHB4的有效氢含量为___________(保留两位小数)。

Answer 1

【答案】100℃、2.8h左右 ClO-+Mn2++H2O=MnO2↓+ClO-+2H+ MgO（或Ca(OH)2、CaCO3等合理答案均可） 蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥 0.21

【解析】

分析流程，硼镁泥中主要有MgO，还含有Na2B4O7、CaO、Fe2O3、FeO、MnO、SiO2等杂质，通过硫酸酸浸，得到滤渣为SiO2，滤液中含有Na+、Ca2+、Fe2+、Fe3+、Mn2+、H+、SO42-、B4O72-，经过NaClO溶液处理，NaClO在酸性溶液中具有一定的氧化性，将Fe2+氧化为Fe3+，将Mn2+氧化为MnO2，加入MgO处理，形成Fe(OH)3和MnO2，这就是滤渣B，滤液经过蒸发浓缩，趁热过滤，得到滤渣C为CaSO42H2O，此时滤液中存在Na+、B4O72-、SO42-、Mg2+，滤液经过冷却结晶，得到MgSO47H2O和硼砂溶液，据此分析；

(5)①NaBH4的电子式，存在Na+和BH4-，据此写出电子式；
②根据有效含氢量的定义，每克含氢还原剂的还原能力相当于多少克H2的还原能力，H2做还原剂，1molH2失去电子2mol，结合电子得失守恒计算；

(1) 由图可知，当铁的浸出率为80%时，所采用的实验条件为选择温度为100℃、2.8h左右；

(2) 滤渣B中含有不溶于稀盐酸但能溶于浓盐酸的黑色固体，根据流程分析，应为MnO2，由NaClO在酸性溶液中氧化Mn2+得到，考虑到介质为酸性，H+参与反应或反应生成H+，则生成黑色固体的离子方程式为：ClO-+Mn2++H2O═MnO2+Cl-+2H+；

(3)流程中加入物质A的目的是中和溶液的H+，促进溶液中的Fe3+水解生成Fe(OH)3沉淀，结合不引入新的杂质的前提下，A应选择MgO(或Ca(OH)2、CaCO3等)；

(4)将滤液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，最终获得MgSO4·7H2O晶体；

(5)①NaBH4为离子化合物，含有Na+和BH4-，则NaBH4的电子式为；

②根据有效含氢量的定义，每克含氢还原剂的还原能力相当于多少克H2的还原能力，H2做还原剂，1molH2失去电子2mol，1gH2的物质的量为=0.5mol，0.5molH2转移的电子数为1mol，根据电子得失守恒，NaBH4也应转移1mol电子，NaBH4中H为-1价，做还原剂时，H从-1价升高为+1价，1molNaBH4转移电子数为4×2=8mol，则转移1mol电子消耗NaBH4的物质的量为0.125mol，其质量为0.125mol×38g/mol=4.75g，即1gH2相当于4.75gNaBH4，那么1gNaBH4相当于gH2，即0.21gH2，故答案为：0.21。