Question

【題目】完成下列填空：硼氧化鈉(NaBH4)是合成中常用的還原劑。采用NaBO2為主要原料制備NaBH4(B元素化合價為+3)的反應為：NaBO2+SiO2+Na+H2NaBH4+Na2SiO3(未配平)；硅酸鈉俗稱泡花堿，又名水玻璃，在工業生產中也有廣泛應用(已知硅酸為難溶性弱酸)

完成下列填空：

(1)上述反應中，原子最外層有兩個未成對電子的元素是_____(填元素符號)。SiO2熔點高的原因是_____。

(2)上述反應中H2與Na的物質的量之比為_____。

(3)硅酸鈉水溶液產生硅酸(H2SiO3)，硬化粘結，且有堿性，其原因是_____(用離子方程式表示)。鑄造工藝中可用氯化銨作為水玻璃的硬化劑。試用平衡原理加以解釋_____。

(4)NaBH4可使許多金屬離子還原成金屬單質。例如它從含金離子(Au3+)的廢液中提取Au．配平該反應的離子方程式：_____Au3++_____BH4﹣+_____OH-→_____Au+_____BO2﹣+_____H2O。

(5)最新研究發現以NaBH4和H2O2為原料，NaOH溶液作電解質溶液，可以設計成全液流電池，則每消耗1L6mol/L H2O2溶液，理論上流過電路中的電子數為_____。

Answer 1

【答案】O、Si 二氧化硅形成的是原子晶體 1：2 +2H2OH2SiO3+2OH﹣ 硅酸鈉和氯化銨二者雙水解相互促進生成更多硅酸加速硬化 8 3 24 8 3 18 12NA

【解析】

寫出NaBO2+SiO2+Na+H2NaBH4+Na2SiO3中原子最外層核外電子排布，然后進行判斷；二氧化硅是原子構成的原子晶體，據此分析判斷；配平化學方程式得到物質的定量關系；硅酸鈉是強堿弱酸鹽，硅酸根離子分步水解，溶液顯堿性；利用硅酸根和銨根離子雙水解分析；利用電荷守恒、質量守恒定律來配平離子反應方程式；在電池反應中，每消耗1L 6mol/L H2O2溶液，消耗雙氧水的物質的量為6mol，根據知H2O2+2e﹣＝2OH﹣，計算理論上流過電路中的電子數。

(1)NaBO2+SiO2+Na+H2NaBH4+Na2SiO3中原子最外層有兩個未成對電子的元素是Na價電子排布3s1，有1個未成對電子，B價電子排布2s22p1，未成對電子為1個，O價電子排布2s22p4，未成對電子有2個，Si價電子排布3s23p2，未成對電子有2個，故未成對電子數為2的是氧和硅；二氧化硅是原子構成的原子晶體，故SiO2熔點高；

(2)NaBO2+2SiO2+4Na+2H2NaBH4+2Na2SiO3，配平化學方程式得到物質的定量關系，反應中H2與Na的物質的量之比為1：2；

(3)硅酸鈉水溶液產生硅酸(H2SiO3)，硬化粘結，且有堿性，是硅酸根離子水解生成硅酸，SiO32﹣+2H2OH2SiO3+2OH﹣，鑄造工藝中可用氯化銨作為水玻璃的硬化劑是因為：硅酸鈉和氯化銨二者雙水解相互促進生成更多硅酸加速硬化；

(4)因BO2﹣易與H+結合，則堿性溶液可抑制它與水的反應，由Au的化合價由+3降低為0，BH4﹣中H元素從﹣1價升高到+1，則由電子守恒可得8Au3++3BH4﹣→8Au↓+3BO2﹣，堿性溶液中氫氧根離子參加反應，再由電荷守恒和質量守恒定律可得：8Au3++3BH4﹣+24OH﹣═8Au↓+3BO2﹣+18H2O；

(5)在電池反應中，每消耗1L 6mol/L H2O2溶液，消耗雙氧水的物質的量為6mol，根據知H2O2+2e﹣＝2OH﹣，理論上流過電路中的電子數×2NA/mol＝12NA。