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【单质硼是冶金、建材、化工、核工业等领域的重要原料,而金属镁是当今世界高科技领域用途最广泛的有色材料,广泛应用于航空航天等国防军事工业.以铁硼矿为原料,利用碳碱法工艺生】
更新时间: 2025-08-29 08:27:29
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问题描述:

单质硼是冶金、建材、化工、核工业等领域的重要原料,而金属镁是当今世界高科技领域用途最广泛的有色材料,广泛应用于航空航天等国防军事工业.以铁硼矿为原料,利用碳碱法工艺生产硼和镁,其工艺流图如下:

已知:铁硼矿的主要成分为Mg2B2O5•H2O和Fe3O4,含有少量Al2O3和SiO2等;硼砂的化学式为Na2B4O7•10H2O.

(1)铁硼砂“研磨粉碎”的目的是___;操作Ⅰ的名称为___;“硼泥”中除杂质SiO2和Al2O3外,其他成分为___(填化学式).

(2)写出流程图中“碳解”过程的化学方程式:___;金属Mg与A反应制备硼的化学方程式为___.

(3)碳碱法工艺需两次调节pH:①常用H2SO4溶液调节pH=2~3制取H3BO3,其离子方程式为___;②制取MgCl2•6H2O的“净化除杂”过程中,需先加H2O2溶液,其作用是___,然后用MgO调节pH约为5,其目的是___.

(4)MgCl2•6H2O制取MgCl2过程中为防止MgCl2水解需在“一定条件下”,则该条件是指___

(5)实验时不小心触碰到NaOH,可用大量清水冲洗再涂抹硼酸,有关化学方程式为NaOH+H3BO3═Na[B(OH)4],下列关于Na[B(OH)4]溶液中微粒浓度关系正确的是___(填字母).

A.c(Na+)+c(H+)=c{[B(OH)4]-}+c(OH-)

B.c(Na+)>c{[B(OH)4]-}>c(H+)>c(OH-)

C.c(Na+)=c{[B(OH)4]-}+c(H3BO3)

舒杰回答:
  铁硼矿的主要成分为Mg2B2O5•H2O和Fe3O4,含有少量Al2O3和SiO2等,碳解得到硼砂溶液(Na2B4O7•10H2O),过滤分离,碳解发生反应:2Mg2B2O5•H2O+Na2CO3+3CO2=Na2B4O7+2H2O+4MgCO3.硼砂溶液调节pH得到硼酸,加热分解得到A为B2O3.硼泥中含有MgCO3、Fe3O4、Al2O3、SiO2等,加入氢氧化钠溶液,Al2O3、SiO2溶解,滤渣中含有MgCO3、Fe3O4,再用盐酸溶解,得到溶液中含有MgCl2、FeCl2、FeCl3,加H2O2溶液将亚铁离子氧化为铁离子,再调节溶液pH,使铁离子转化为氢氧化铁沉淀过滤除去,滤液经过蒸发浓缩、冷却结晶得到MgCl2•6H2O,为防止氯化镁水解,在HCl环境下加热失去结晶水,最后电解熔融氯化镁得到Mg.   (1)铁硼砂“研磨粉碎”的目的是:增大接触面积,提高反应速率,操作Ⅰ为过滤,硼泥中含有MgCO3、Fe3O4、Al2O3、SiO2等,“硼泥”中除杂质SiO2和Al2O3外,其他成分为MgCO3、Fe3O4,   故答案为:增大接触面积,提高反应速率;过滤;MgCO3、Fe3O4;    (2)流程图中“碳解”过程的化学方程式:2Mg2B2O5•H2O+Na2CO3+3CO2=Na2B4O7+2H2O+4MgCO3,金属Mg与A反应制备硼的化学方程式为:3Mg+B2O3 一定条件 . 
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