Question

14．硼酸鋅（2ZnO•3B₂O₃•3.5H₂O）為白色粉末，是一種新型的阻燃劑，不溶于水，能在高溫下脫水，具有吸熱、發泡及沖稀可燃物的功效，合成硼酸鋅的一種工藝流程如圖：

回答下列問題：
（1）步驟①中的硼砂Na₂[B₄O₅（OH）₄]•8H₂O易溶于水，可少量水解生成等物質的量的H₃BO₃（硼酸）和NaBO₂（硼酸鈉）．Na₂[B₄O₅（OH）₄]•8H₂O中B元素的化合價為+3；H₃BO₃屬于一元弱酸（填“強酸”或“弱酸”）
（2）步驟②中發生的反應會生成兩種產物，其中之一是H₃BO₃，該反應的化學方程式為2NaBO₂+H₂SO₄+2H₂O=Na₂SO₄+2H₃BO₃．
（3）中國化學家胡云楚對步驟③進行了改進，直接將固體ZnO和H₃BO₃磨成微米級的物質，且在一定條件下能得到納米級硼酸鋅．胡云楚改進后的制備過程不能（填“能”或“不能”）在高溫下進行，原因是高溫下硼酸鋅會脫水．
（4）步驟④若在實驗室進行，需要的玻璃儀器除燒杯外，還有漏斗、玻璃棒．
（5）證明步驟⑤中沉淀已洗凈的方法是取少量最后一次的洗滌液于試管中，向其中滴加鹽酸酸化的BaCl₂溶液，若不產生白色沉淀，則表明已洗凈．
（6）在873K下，利用LiH、B及H₂通過化合反應可制取LiBH₄．該反應的化學方程式為2LiH+2B+3H₂$\frac{\underline{\;873K\;}}{\;}$2IiBH₄．

Answer 1

分析 硼砂Na₂[B₄O₅（OH）₄]•8H₂O易溶于水，可少量水解生成等物質的量的H₃BO₃（硼酸）和NaBO₂（硼酸鈉），硼砂水解生成的NaBO₂能和NaOH發生復分解反應生成硫酸鈉和硼酸，然后加入ZnO得到2ZnO•3B₂O₅，然后冷卻結晶、洗滌、干燥、研磨得到2ZnO•3B₂O₅•3.5H₂O，
（1）根據化合價代數和為0計算；H₃BO₃是一元弱酸；
（2）步驟②中硫酸和硼酸鈉發生復分解反應；
（3）硼酸鋅（2ZnO•3B₂O₅•3.5H₂O）能在高溫下脫水；
（4）步驟④若在實驗室進行，需要的玻璃儀器除燒杯外，還有漏斗和玻璃棒；
（5）晶體吸附的是硫酸根離子，硫酸根離子用鹽酸酸化的氯化鋇溶液檢驗；
（6）在873K下，利用氫化鋰、單質硼及氫氣可制取LiBH₄，根據反應物、生成物和反應條件書寫化學方程式．

解答 解：（1）硼砂Na₂[B₄O₅（OH）₄]•8H₂O中鈉元素+1價，氧元素-2價，氫元素+1價，化合價代數和為0，則B元素的化合價為+3；H₃BO₃是一元弱酸；
故答案為：+3；弱酸；
（2）步驟②中硫酸和硼酸鈉發生復分解反應生成硫酸鈉和硼酸，反應方程式為2NaBO₂+H₂SO₄+2H₂O=Na₂SO₄+2H₃BO₃；
故答案為：2NaBO₂+H₂SO₄+2H₂O=Na₂SO₄+2H₃BO₃；
（3）硼酸鋅（2ZnO•3B₂O₅•3.5H₂O）能在高溫下脫水，所以不能在高溫下制��；
故答案為：不能；高溫下硼酸鋅會脫水；
（4）步驟④若在實驗室進行，需要的玻璃儀器除燒杯外，還有漏斗和玻璃棒，漏斗進行過濾、玻璃棒引流；
故答案為：漏斗、玻璃棒；
（5）晶體吸附的是硫酸根離子，硫酸根離子用鹽酸酸化的氯化鋇溶液檢驗，其操作方法為：取最后洗滌液中的上層液體，向溶液中加入鹽酸酸化的氯化鋇溶液，如果產生白色沉淀就說明沒有洗滌干凈，否則已經洗滌干凈；
故答案為：取少量最后一次的洗滌液于試管中，向其中滴加鹽酸酸化的BaCl₂溶液，若不產生白色沉淀，則表明已洗凈；
（6）在873K下，利用氫化鋰、單質硼及氫氣可制取LiBH₄，根據反應物、生成物和反應條件書寫化學方程式，反應方程式為2LiH+2B+3H₂$\frac{\underline{\;873K\;}}{\;}$2IiBH₄；
故答案為：2LiH+2B+3H₂$\frac{\underline{\;873K\;}}{\;}$2IiBH₄．

點評 本題考查了物質的制備，為高頻考點，涉及基本操作、離子檢驗等知識點，明確基本操作方法、物質或離子性質等知識點是解本題關鍵，注意硫酸根離子檢驗方法，易錯點是化學用語的正確運用，需要學生加強練習．