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(yīng)生成H₃BO₃晶體和MgSO₄溶液，同時(shí)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(jīng)洗滌、煅燒后得MgO，濾液則循環(huán)使用。回答下列問題：

（1）與硅酸鹽類似，硼酸鹽結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜，如硬硼鈣石化學(xué)式為Ca₂B₆O₁₁·5H₂O，將其改寫為氧化物的形式    。

（2）上述制備過程中，檢驗(yàn)沉淀洗滌是否完全的方法是    。

（3）寫出MgSO₄溶液中通入NH₃與CO₂反應(yīng)的化學(xué)方程式    。

（4）若準(zhǔn)確稱取1.68 g硼鎂礦，完全反應(yīng)后得H₃BO₃晶體1.24 g，MgO 0.8 g，計(jì)算該硼酸鹽的組成。（寫出計(jì)算過程）   

 

Answer 1

【答案】

 

（1）2CaO·3B₂O₃·5H₂O（2分）

（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(xiàn)白色渾濁，表示已洗滌完全。（2分）

（3）MgSO₄+CO₂+2NH₃+H₂O=MgCO₃+(NH₄)₂SO₄（2分）

（4）n (B₂O₃)=0.01mol（1分）

n (MgO)=0.02mol （1分）

n (H₂O) = (1.68 g -0.7 g -0.8 g) /18 g·mol^-1= 0.01mol （2分）

故其組成為：Mg₂B₂O₅·H₂O或2MgO·B₂O₃·H₂O。（2分）

（說明：其它合理解法亦可，B、Mg物質(zhì)的量各1分，氧、水的物質(zhì)的量各1分，組成2分）

【解析】

試題分析：（1）按照化學(xué)式中元素的順序，依次寫出氧化物的形式，注意元素的化合價(jià)和原子數(shù)目的關(guān)系；（2）檢驗(yàn)沉淀洗滌是否完全的方法要注意取最好一次的洗滌液，加入試劑（選擇檢驗(yàn)雜質(zhì)離子的最明顯、靈敏的試劑），還要說明現(xiàn)象結(jié)論等內(nèi)容；（4）該題的第（1）問已提出氧化物的形式，故該題的計(jì)算應(yīng)計(jì)算鎂、硅相應(yīng)氧化物的量，再確定是否含有水。

n (B₂O₃)=0.01mol

n (MgO)=0.02mol

n (H₂O) = (1.68 g -0.7 g -0.8 g) /18 g·mol^-1= 0.01mol

故其組成為：Mg₂B₂O₅·H₂O或2MgO·B₂O₃·H₂O。

考點(diǎn)：考查物質(zhì)的制備中反應(yīng)方程式的書寫、實(shí)驗(yàn)操作、化學(xué)式的確定等有關(guān)問題。