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    。

（2）上述制備過程中，檢驗沉淀洗滌是否完全的方法是    。

（3）寫出MgSO₄溶液中通入NH₃與CO₂反應的化學方程式    。

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

 

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物質的量各1分，氧、水的物質的量各1分，組成2分）

【解析】

試題分析：（1）按照化學式中元素的順序，依次寫出氧化物的形式，注意元素的化合價和原子數目的關系；（2）檢驗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（選擇檢驗雜質離子的最明顯、靈敏的試劑），還要說明現象結論等內容；（4）該題的第（1）問已提出氧化物的形式，故該題的計算應計算鎂、硅相應氧化物的量，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：考查物質的制備中反應方程式的書寫、實驗操作、化學式的確定等有關問題。