Question

硼鎂礦屬于硼酸鹽，可用來制備硼酸（H₃BO₃）和MgO，方法如下：硼鎂礦粉與（NH₄）₂SO₄溶液混合后加熱，反應生成H₃BO₃晶體和MgSO₄溶液，同時放出NH₃；再向MgSO₄溶液中通入NH₃與CO₂，得到MgCO₃沉淀和濾液，沉淀經洗滌、煅燒后得MgO，濾液則循環使用．回答下列問題：
（1）與硅酸鹽類似，硼酸鹽結構也比較復雜，如硬硼鈣石化學式為Ca₂B₆O₁₁?5H₂O，將其改寫為氧化物的形式為

2CaO?3B₂O₃?5H₂O

．
（2）上述制備過程中，檢驗沉淀洗滌是否完全的方法是

取少許最后一次洗滌濾液，滴入1～2滴Ba（NO₃）₂溶液，若不出現白色渾濁，表示已洗滌完全

．
（3）寫出MgSO₄溶液中通入NH₃與CO₂反應的化學方程式：

MgSO₄+CO₂+2NH₃+H₂O═MgCO₃+（NH₄）₂SO₄

．
（4）若準確稱取1.68g硼鎂礦，完全反應后得H₃BO₃晶體1.24g，MgO 0.8g，計算該硼酸鹽的組成．（寫出計算過程）

Answer 1

分析：（1）根據硅酸鹽化學式可表示為金屬氧化物?非金屬氧化物?水進行解答；
（2）檢驗是否洗滌完全，可取最后一次濾液，檢驗溶液中是否含有SO₄^2-；
（3）根據題目信息以及原子守恒來解答；
（4）根據硼鎂礦粉可以寫成氧化物的形式以及氧化物的物質的量來解答；

解答：解：（1）硬硼鈣石化學式為Ca₂B₆O₁₁?5H₂O，將其改寫為氧化物為：2CaO?3B₂O₃?5H₂O，故答案為：2CaO?3B₂O₃?5H₂O；
（2）取少許最后一次洗滌濾液，滴入1～2滴Ba（NO₃）₂溶液，若不出現白色渾濁，表示已洗滌完全，故答案為：取少許最后一次洗滌濾液，滴入1～2滴Ba（NO₃）₂溶液，若不出現白色渾濁，表示已洗滌完全；
（3）MgSO₄溶液中通入NH₃與CO₂反應得到MgCO₃沉淀和（NH₄）₂SO₄，方程式為：MgSO₄+CO₂+2NH₃+H₂O═MgCO₃+（NH₄）₂SO₄，
故答案為：MgSO₄+CO₂+2NH₃+H₂O═MgCO₃+（NH₄）₂SO₄；
（4）硼鎂礦可寫成aMgO?bB₂O₃?cH₂O，
H₃BO₃晶體的物質的量為：

1.24g

64g/mol

=0.02mol，n（B₂O₃）=0.01mol，
n（MgO）=

0.8g

40g/mol

=0.02 mol，
n（H₂O）=

1.68 g-0.01 mol×70g/mol-0.8 g

18 g?mol-1

=0.01mol，
故其組成為2MgO?B₂O₃?H₂O或Mg₂B₂O₅?H₂O；
故答案為：2MgO?B₂O₃?H₂O或Mg₂B₂O₅?H₂O；

點評：本題主要考查了硼酸鹽的性質，根據題目信息解題時解題的關鍵，難度不大．