硼、镁及其化合物在工农业生产中应用广泛。已知:硼镁矿主要成分为Mg 2 B 2 O 5 ?H 2 O,硼砂的化学式为N
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(1)+3(2分) B 4 O 7 2- +2H + +5H 2 O= 4H 3 BO 3 (2分)Mg+B 2 O 3 ===2B+3MgO(2分) (2)防止MgCl 2 水解生成Mg(OH) 2 (2分) 2H 2 O+Mg 2+ +2e - = H 2 ↑+Mg(OH) 2 ↓(2分)(3)H 2 O 2 +2H + +2e - =2H 2 O(2分) 0.045 mol·L -1 (2分) 没有(2分)(4)碱式(2分) 99%(2分) 试题分析:(1)根据硼砂的化学式Na 2 B 4 O 7 ?10H 2 O和化合价的代数和为0,可得B的化合价为+3;B 4 O 7 2- 与2H + 反应可得H 3 BO 3 ,离子方程式为:B 4 O 7 2- +2H + +5H 2 O= 4H 3 BO 3 ;X为H 3 BO 3 晶体加热脱水的产物,为B 2 O 3 ,与Mg发生氧化还原反应,化学方程式为:Mg+B 2 O 3 ===2B+3MgO。(2)MgCl 2 为强酸弱碱盐,能发生水解反应,所以MgCl 2 ·7H 2 O在HCl氛围中加热的目的是:防止MgCl 2 水解生成Mg(OH) 2 ;用惰性电极电解MgCl 2 溶液,阴极反应为H 2 O电离出的H + 放电,电解方程式为:2H 2 O+Mg 2+ +2e - = H 2 ↑+Mg(OH) 2 ↓(3)镁-H 2 O 2 酸性燃料电池的正极为H 2 O 2 放电,电极方程式为:H 2 O 2 +2H + +2e - =2H 2 O;起始电解质溶液pH=1,pH=2时反应的H + 为:0.1mol?L? 1 —0.01mol?L? 1 =0.09mol?L? 1 ,根据Mg+H 2 O 2 +2H + ==Mg 2+ +2H 2 O,可得Mg 2+ 离子浓度为0.045 mol·L -1 ;溶液pH=6时,c(OH?)=10 -8 mol?L? 1 ,Q [Mg(OH) 2 ]=" 0.045" mol·L -1 ×[10 -8 mol?L? 1 ] 2 =4.5×10 -18 < Ksp[Mg(OH) 2 ],所以没有Mg(OH) 2 沉淀析出。(4)Na 2 S 2 O 3 为强碱弱酸盐,水解显碱性,所以Na 2 S 2 O 3 溶液应盛放在碱式滴定管内;根据元素守恒和离子方程式可得:2B ~ 2BI3 ~ 3I 2 ~ 6 S 2 O 3 2- ,所以粗硼样品的纯度为:0.018L×0.30mol?L? 1 ×1/3×11g/mol÷×100% = 99%