1、含硼物质制备工业流程题一、单选题（本大题共9小题，共27分）1. 以硼镁矿(含Mg2B2O5H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3)为原料生产硼酸(H3BO3)及轻质氧化镁的一种工艺流程如下：已知：“滤渣1”的主要成分为SiO2、Fe2O3、Al2O3；H3BO3+H2OH+B(OH)4-，Ka=5.8110-10下列说法不正确的是( )A. 在“过滤2”前，将溶液pH调节至3.5的目的是生成H3BO3，促进其析出B. “沉镁”中生成Mg(OH)2MgCO3沉淀的离子方程式可能为： 2Mg2+2CO32-+H2O=Mg(OH)2MgCO3+CO2C. 母液中溶质主要为(NH4)2SO4，
2、可返回溶浸工序循环使用D. 得到轻质氧化镁用到的主要仪器为：蒸发皿、坩埚钳、泥三角、三脚架、酒精喷灯2. 富硼渣中含有镁硼酸盐(2MgOB2O3)、镁硅酸盐(2MgOSiO2)及少量Al2O3、FeO等杂质。由富硼渣湿法制备硫酸镁晶体和硼酸(H3BO3)晶体的一种工艺流程如下，为了获得晶体，会先浓缩溶液接近饱和，然后将浓缩液放入高压釜中，控制温度进行结晶。下列说法不正确的是( ) A. 上述流程中加快反应速率的措施至少有2种B. 在高压釜中，先降温结晶，得到硼酸晶体，后升温结晶，得到硫酸镁晶体C. 加入MgO后过滤，所得滤渣中主要是Al(OH)3、Fe(OH)3D. 酸浸时发生反应：2MgOS
3、iO2+2H2SO4=2MgSO4+H2SiO3+H2O 2MgOB2O3+2H2SO4+H2O=2H3BO3+2MgSO43. 富硼渣中含有镁硼酸盐(2MgOB2O3)、镁硅酸盐(2MgOSiO2)及少量Al2O3、FeO等杂质。由富硼渣湿法制备硫酸镁晶体和硼酸(H3BO3)晶体的一种工艺流程如下：为了获得晶体，会先浓缩溶液接近饱和，然后将浓缩液放入高压釜中，控制温度进行结晶(硫酸镁与硼酸溶解度随温度的变化如图)。下列说法错误的是( )A. 该工艺流程中加快反应速率的措施有 2种B. 在高压釜中，先降温结晶得到硼酸晶体，再蒸发结晶得到硫酸镁晶体C. “酸浸”中镁硼酸盐发生反应2MgOB2O3
4、+2H2SO4+H2O2MgSO4+2H3BO3D. 加入“MgO”后过滤，所得滤渣主要是Al(OH)3和Fe(OH)34. 硼酸(H3BO3)大量应用于玻璃工业。以硼镁矿(主要成分为Mg2B2O5H2O，还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)为原料制备硼酸的工艺流程如图所示： 已知：H2BO3是弱酸，在20、40、60、100时水中溶解度依次为5.0g、8.7g、14.8g、40.2g。Fe3+、A13+、Fe2+和Mg2+以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的pH分别为3.2、5.2、9.7和12.4。下列说法中正确的是A. 浸出过程Mg2B2O5H2O与硫酸反应的离子方程
5、式为：Mg2B2O5H2O+4H+2SO42-=2MgSO4+2H3BO3B. 浸取后，待溶液冷却后过滤可得浸渣，其成分为SiO2和CaSO4C. 净化除杂时需向浸出液中加入H2O2和MgO，以除去Fe2+、Fe3+、Al3+等杂质离子D. 经过蒸发结晶、趁热过滤、洗涤等系列操作，可获得粗硼酸5. 硼及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿(主要成分为Mg2B2O5H2O和Fe3O4，还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)为原料制备硼酸(H3BO3)的工艺流程如图所示： 下列说法错误的是 ( )A. 减小铁硼矿粉粒径可提高浸出速率B. “酸浸”前，可用磁铁把Fe3O4分离出
6、C. 滤渣中只有一种成分D. “粗硼酸”中的主要杂质是硫酸镁6. 硼酸(H3BO3)是一种重要的化工原料。工业上采用以硼镁矿(含Mg2B2O5H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3)为原料生产硼酸和轻质氧化镁，其工艺流程如下：下列叙述错误的是()A. “溶浸”中产生的气体是氨气B. “滤渣1”是SiO2C. “过滤2”前，将溶液pH调节至3.5，目的是转化为硼酸沉淀D. “沉镁”中得到的母液经加热后可返回“溶浸”工序循环使用7. 硼泥主要由MgO和SiO2组成，含有少量Fe2O3、FeO、Al2O3等杂质用硼泥生产氢氧化镁的工艺流程如图所示，已知生成氢氧化物沉淀的pH见表下列说法正确的是
7、()氢氧化物开始沉淀时的pH完全沉淀时的pHMg(OH)29.310.8Fe(OH)27.69.6Fe(OH)32.73.7Al(OH)33.74.7A. 反应中H2O2主要用于还原剂B. 滤渣1和滤渣2都不能溶于NaOH溶液C. 反应发生主要反应的离子方程式：H+OH-=H2OD. 以滤渣2为原料可以制备涂料铁红8. 以硼镁泥(主要成分是MgO，还含有Na2B4O7、CaO、Fe2O3、FeO、SiO2等杂质)制取七水硫酸镁的工艺流程如下：已知CaSO4的部分溶解度数据如下：下列说法错误的是：( )A. Na2B4O7中B的化合价为+3B. “操作A”为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤C. 加入Mg
8、O的目的是：调节溶液的pH值，使Fe3+转化为Fe(OH)3除去D. 硫酸与Na2B4O7的反应方程式为：Na2B4O7+H2SO4+5H2O=Na2SO4+4H3BO39. 硼酸(H3BO3)是一种重要的化工原料，广泛应用于玻璃、医药、肥料等工艺。一种以硼镁矿(含Mg2B2O5H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3)为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下所示：下列说法不正确的是( )A. “溶浸”硼镁矿粉过程中产生的气体经“吸收”转变为(NH4)2CO3B. “滤渣1”的主要成分有SiO2、Fe2O3、Al2O3C. 在“过滤2”前，将溶液pH调节至3.5，目的是使Fe3+转变为Fe
9、(OH)3除去D. 母液经加热后可返回“溶浸”工序循环使用二、流程题（本大题共8小题，共63分）10. 硼及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿(主要成分为Mg2B2O5H2O和Fe3O4，还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)为原料制备硼酸(H3BO3)的工艺流程如图所示：回答下列问题：(1)写出Mg2B2O5H2O与硫酸反应的化学方程式_，为提高浸出速率，可采取的措施有_(写出两条)。(2)利用Fe3O4的磁性，可将其从“浸渣”中分离，“浸渣”中还剩余的物质是_(化学式)。(3)“净化除杂”需先加H2O2溶液，作用是_，然后在调节溶液的pH约为5，目的是_。11. 硼
10、氢化钠(NaBH4，硼为+3价)在有机化学和无机化学领域有着广泛的应用。利用硼精矿(主要成分为B2O3，含有少量Al2O3、SiO2、FeCl3等)制取NaBH4的流程如下：已知：偏硼酸钠(NaBO2)易溶于水，不溶于醇，在碱性条件下稳定存在。回答下列问题：(1)加快硼精矿溶解的措施有_(答出一条即可)。(2)操作2是将滤液蒸发、结晶、过滤、洗涤，其中洗涤选用的试剂是_。(3)MgH2与NaBO2在一定条件下发生反应1，理论上MgH2与NaBO2的物质的量之比为_。反应1得到的副产物的用途为_(答出一种用途即可)。(4)某研究小组将NaBO2、SiO2和Na的固体混合物与氢气在500和4105
11、Pa条件下制备NaBH4，同时生成硅酸钠。该反应的化学方程式为_。(5)通过以下实验测定硼氢化钠样品的纯度。准确称取干燥硼氢化钠样品0.50g，用NaOH溶液溶解后配制成100mL溶液：取10.00mL样品液于锥形瓶中，加入25.00mL0.10molL-1KIO3溶液，然后加入适量KI，滴入几滴淀粉溶液，无明显现象(3NaBH4+4KIO3=3NaBO2+4KI+6H2O)；加入足量稀硫酸酸化，溶液成深蓝色(KIO3+5KI+3H2SO4=3K2SO4+3I2+3H2O)；用0.50molL-1Na2S2O3标准液滴定，至终点时，消耗该标准液12.00mL(I2+2Na2S2O3=2NaI+
12、Na2S4O6)则样品中NaBH4质量分数为_。12. 硼酸可以改善玻璃制品的耐热、透明性能，提高机械强度，以硼镁矿(2MgOB2O3H2O、SiO2及少量CaCO3、Al2O3、Fe3O4)为原料生产硼酸的工艺流程如下： 已知：表一：不同温度下H3BO3的溶解度温度()204060100溶解度(g)5.08.714.840.2表二：不同物质沉淀完全时的pH物质Fe(OH)3Al(OH)3Fe(OH)2Mg(OH)2pH3.25.29.712.4请回答下列问题：(1)写出除杂时MgO发生反应的离子方程式_。(2)“浸出液”显酸性，除杂时H2O2的作用是(用离子方程式表示)_，MgO除去的杂质离
13、子为_。(3)“浸取”后，采用“热过滤”的目的为_。(4)“母液”中的主要溶质是_(填化学式)。(5)已知H3BO3与过量的NaOH溶液反应生成NaB(OH)4，则硼酸在水溶液中的电离方程式为_；25时，H3BO3的电离常数K=5.710-10，则0.7molL-1硼酸溶液中c(H+)约为_。13. 富硼渣中含有镁硼酸盐(2MgOB2O3)、镁硅酸盐(2MgOSiO2)及少量Al2O3、FeO等杂质。由富硼渣湿法制备硫酸镁晶体和硼酸(H3BO3)晶体的一种工艺流程如下：已知：生成氢氧化物沉淀的pH(金属离子的起始浓度为0.1mol/L)Fe(OH)3Al(OH)3Fe(OH)2Mg(OH)2开
14、始沉淀时1.93.47.09.1完全沉淀时3.24.79.011.1(1)上述流程的操作中能加快反应速率的措施有_、_。(2)酸浸时镁硼酸(2MgOB2O3)发生反应化学方程式是_已知硼酸与过量NaOH溶液发生的中和反应为：H3BO3+OH-=B(OH)4-。下列关于硼酸的说法正确的是_(填序号)。a.硼酸是一元酸b.向NaHCO3固体中滴加饱和硼酸溶液，有气泡产生c.硼酸的电离方程式可表示为：H3BO3+H2OB(OH)4-+H+(3)除去浸出液中的杂质离子：用MgO调节溶液的pH至_以上，使杂质离子转化为_(填化学式)沉淀，过滤。(4)获取晶体：()浓缩滤液，使MgSO4和H3BO3接近饱
15、和；()控制温度使两种晶体分别从溶液中结晶。结合下图溶解度曲线，简述的方法：将浓缩液加入到高压釜中，_(将方法补充完整)。注：温度较高时，硼酸会随水蒸气挥发14. 偏硼酸锂(LiBO2)是一种熔融制样的助熔剂。一种以硼镁矿(含Mg2B2O5H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3)为原料生产偏硼酸锂的工艺流程如下。 已知H3BO3为一元弱酸：H2O+H3BO3H+B(OH)4-。回答下列问题：(1)下列最适宜用来吸收气体X的试剂是_(填标号)。A.水 B.浓盐酸 C.NaOH溶液 D.H2SO4溶液(2)滤渣的主要成分除Fe2O3以外，还有_(填化学式)。(3)在“操作2”前，将溶液pH调
16、节至3.5，目的是_。(4)写出在加热条件下，H3BO3与LiOH固体反应制备LiBO2的化学反应方程式：_。(5)“母液”可用于制备氢氧化镁。已知25时，KspMg(OH)2=3.210-11；酸碱指示剂百里酚蓝变色的PH范围如下：pH9.6颜色黄色绿色蓝色在Mg(OH)2饱和溶液中滴加2滴百里酚蓝指示剂，溶液的颜色为_。(6)硼氢化钠(NaBH4)是应用广泛、性能较好的还原剂。在碱性条件下，电解NaBO2溶液可制得硼氢化钠，其阴极电极反应式为_。15. 我国盐湖中锂资源丰富，卤水锂的储量居世界第三位，锂具有巨大的经济价值。萃取法从盐湖老卤中提锂的一种工艺流程如图所示。已知：调节溶液pH可使
17、Mg2+形成白色胶状物，以便将硼吸附，达到硼镁共沉淀目的。回答下列问题：(1)根据如图及下表信息，工艺流程中第二次除镁的目的是_。除镁百分比()0102030405060708090硼(B)含量(mgL-1)92.8365.1447.6035.7130.0822.5716.9315.6813.189.84(2)磷酸三丁酯磺化煤油体系对锂的萃取率(E)影响实验结果如下表所示：Fe3+/Li+油水相比(O/A)60TBPELi50TBPELi40TBPELi30TBPELi3.00.577.6l75.6667.4465.443.00.880.4379.5178.1871.843.01.083.77
18、80.4478.5975.31萃取锂时最佳的油水相比为_，磷酸三丁酯的含量为_。萃取时需要控制水相的酸度，其目的是_。(3)若使用10.0mL60TBP萃取50.0mL水溶液中的Li+，实验测得萃取达到平衡时，样品在水和萃取剂中的总浓度(molL-1)之比为165，则50.0mL水溶液萃取后残留在水中的浓度为原溶液的_倍。(4)“洗酸”过程中能够将HFeCl42TBP转化为FeCl32TBP，便于物质循环利用。已知萃取有机相中的含锂成分为LiFeCl42TBP，反萃取时发生的主要反应的化学方程式为_。(5)沉锂后通过_等操作可获得纯净的Li2CO3。16. 已知：硼镁矿主要成分为Mg2B2O5
19、H2O，硼砂的化学式为Na2B4O710H2O.利用硼镁矿制取金属镁及粗硼的工艺流程为：回答下列有关问题：(1)硼砂中B的化合价为 _ ，将硼砂溶于热水后，常用稀H2SO4调pH=23制取H3BO3，该反应的离子方程式为 _ (2)MgCl27H2O需要在HCl氛围中加热，其目的是 _.(3)镁-H2O2酸性燃料电池的反应原理为Mg+H2O2+2H+=Mg2+2H2O，则正极反应式为 _，负极反应式为_。常温下，若起始电解质溶液pH=1，则pH=2时，溶液中Mg2+浓度为_ _.当溶液pH=6时， _(填“有”或“没有”)Mg(OH)2沉淀析出(已知KspMg(OH)2=5.610-12).(
20、4)制得的粗硼在一定条件下生成BI3，BI3加热分解可以得到纯净的单质硼现将0.020g粗硼制成的BI3完全分解，生成的I2用0.30molL-1Na2S2O3溶液滴定至终点，消耗Na2S2O3溶液18.00mL.该粗硼样品的纯度为 _(提示：I2+2S2O32-=2I-+S4O62-)(结果保留一位小数)17. 氮化硼(BN)广泛应用于制造合金、耐高温材料和半导体。科研小组以富硼废料(主要成分为NaBO2和Fe3O4，还含有少量FeO、Al2O3、SiO2等)为原料，制备氮化硼的一种工艺流程如下： 已知：硼酸溶于水和乙醇，在水中的溶解度如下温度()020406080100溶解度(g/100g
21、水)2.774.788.9014.8923.5439.60回答下列问题：(1)“酸溶”时需控制适当温度，温度不能过高的原因为_；除控制适当温度外，可加快“酸溶”速率的措施还有_(答出一点即可)。(2)“净化”时第一步反应的化学方程式为_；第二步调pH=5的目的为_；滤液2中c(Al3+)=_。(已知KspAl(OH)3=1.310-33)(3)“系列操作”中，洗涤结晶出来的硼酸的操作为_。(4)“高温熔融”过程中生成的气体为两种氢化物，则主要反应的化学方程式为_；生成的气体用水吸收后可返回_工序循环利用。答案和解析1.【答案】D【解析】【分析】本题以工艺流程为载体考查物质的分离提纯、制备，涉及
22、离子方程式的书写、仪器的使用等，是常考内容。【解答】A.过滤1之后，杂元素B还存在，根据H3BO3解离常数可知调节pH是为了H3BO3沉淀除去B元素，故A正确；B.根据离子方程式的书写规则写出离子方程式为2Mg2+2CO32-+H2O=Mg(OH)2MgCO3+CO2，故B正确；C.硫酸铵溶液不影响其他元素的除去，可以循环使用，故C正确；D.泥三角和三脚架不是主要的，故D错误；故选择D。2.【答案】B【解析】【分析】本题主要是以工艺流程为载体，考查物质的分离提纯以及化学方程式的书写，是常考题型，难度一般。【解答】A. 为了加快浸出速率可通过升温、搅拌、加大酸的浓度等方法，故A正确；B.应该是先
23、升温结晶得到硫酸镁，后降温结晶得到硼酸，故B错误；C.加入MgO主要是调节pH沉淀铁离子和铝离子，过滤后滤渣中是Al(OH)3、Fe(OH)3，故C正确；D.酸浸时发生的反应是2MgOSiO2+2H2SO4=2MgSO4+H2SiO3+H2O，2MgOB2O3+2H2SO4+H2O=2H3BO3+2MgSO4，故D正确；故选B。3.【答案】B【解析】【分析】本题考查无机工艺流程分析，为高频考点，把握物质的性质、发生的反应、制备原理为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，注意元素化合物知识的应用，题目难度不大。【解答】根据工艺流程分析，将富硼渣研磨后得到富硼渣粉后用热的H2SO4溶液酸浸，发生反
24、应2MgOB2O3+2H2SO4+H2O2MgSO4+2H3BO3、Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O、FeO+H2SO4=FeSO4+H2O，浸出渣的主要成分为SiO2，浸出液中含有MgSO4、H3BO3、Al2(SO4)3和FeSO4，加入H2O2可将Fe2+氧化为Fe3+，再加入MgO调节pH可得到Al(OH)3和Fe(OH)3的沉淀，过滤后将滤液浓缩后放入高压釜中，控制温度结晶分别得到硫酸镁晶体和硼酸晶体。A.根据分析可知，该工艺流程中加快反应速率的措施有研磨(增大反应物的接触面积)、加热2种措施，A选项正确；B.根据硫酸镁与硼酸溶解度随温度的变化图可知，大约80之
25、前硫酸镁和硼酸的溶解度随温度的升高而升高，因此先降温结晶会同时得到硫酸镁和硼酸的晶体，正确的操作应为浓缩后，升温控制温度在200以上结晶，趁热过滤得到硫酸镁晶体，再降温结晶，得到硼酸晶体，B选项错误；C.由上述分析可知，“酸浸”时镁硼酸盐发生的反应为2MgOB2O3+2H2SO4+H2O2MgSO4+2H3BO3，C选项正确；D.加入MgO调节pH可得到Al(OH)3和Fe(OH)3的沉淀，即过滤后的滤渣主要为Al(OH)3和Fe(OH)3的沉淀，D选项正确。故选B。4.【答案】C【解析】【分析】本题考查无机工艺流程制备，主要以B元素为背景作为考查点，明确流程中操作的内容、目的和相关的化学反应
26、是解题的关键，题目整体难度中等，考查综合分析问题的能力。【解答】AMg2B2O5H2O与硫酸反应生成MgSO4和H3BO3，反应方程式为：Mg2B2O5H2O+2H2SO4=2MgSO4+2H3BO3，离子方程式中硫酸镁应拆写成离子，故A错误；B.SiO2不溶于硫酸，CaSO4微溶，可作为浸渣被过滤出来，浸取后，待溶液冷却后过滤可得浸渣，则浸渣中还含有硼酸，故B错误；C.“净化除杂”需先加H2O2溶液，目的是将Fe2+氧化为Fe3+，便于除去Fe元素，加入MgO以除去Fe3+和Al3+，故C正确；D.系列操作为蒸发浓缩、趁热过滤，冷却结晶、洗涤等，可获得粗硼酸，故D错误。5.【答案】C【解析】
27、【分析】本题以制备硼酸(H3BO3)为载体考查无机工艺流程，较为综合。理解流程为解答关键，注意杂质的除去方法。【解答】A.减小铁硼矿粉粒径，可增大接触面积，提高浸出速率，故A正确；B.Fe3O4有磁性，可用磁铁把Fe3O4分离出，故B正确；C.根据流程图可知，加硫酸酸浸后，SiO2不溶，同时产生微溶物CaSO4，净化除杂时，需要除去的阳离子有Fe2+、Fe3+、Al3+，故滤渣的成分不是一种成分，故C错误；D.由流程可知，在最后冷却结晶时，会有杂质硫酸镁一同析出，故“粗硼酸”中的主要杂质是硫酸镁，故D正确。故选C。6.【答案】B【解析】【试题解析】【分析】本题考查以硼镁矿(含Mg2B2O5H2
28、O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3)为原料生产硼酸和轻质氧化镁的工艺流程分析，涉及物质的性质、盐类水解的应用等，考查学生分析、归纳、整合信息的能力，难度中等。【解答】A.用(NH4)2SO4溶浸硼镁矿粉，利用了NH4+水解溶液显酸性，溶浸过程中促进NH4+水解，所以“溶浸”中产生的气体是氨气，故A正确； B.用(NH4)2SO4溶浸硼镁矿粉，但是Fe2O3、Al2O3、SiO2不能溶解在硫酸铵溶液中，所以“滤渣1”是SiO2、Fe2O3、Al2O3，故B错误；C.根据流程图知“过滤2”前，将溶液pH调节至3.5，目的是转化为硼酸沉淀，故C正确； D.“沉镁”中得到的母液中含有硫酸铵，经加
29、热后可返回“溶浸”工序循环使用，故D正确。7.【答案】D【解析】解：A.由上述分析可知，中发生H2O2+2Fe2+2H+=2Fe3+2H2O，H2O2作氧化剂，故A错误；B.滤渣1中二氧化硅、滤渣2中Al(OH)3都能溶于NaOH溶液，故B错误；C.反应调节pH=12，使镁离子转化为沉淀，发生Mg2+2OH-=Mg(OH)2，故C错误；D.滤渣2含Fe(OH)3，加热得到氧化铁，则可以制备涂料铁红，故D正确；故选：D。硼泥主要由MgO和SiO2组成，含有少量Fe2O3、FeO、Al2O3等杂质，由流程可知，加入硫酸，Fe2O3、FeO、Al2O3都和硫酸反应，SiO2不与硫酸反应，滤渣1为Si
30、O2，过氧化氢具有氧化性，加入的过氧化氢可把亚铁离子氧化成铁离子，加入氢氧化钠，溶液pH为6，铁离子生成氢氧化铁沉淀，铝离子和氢氧根离子形成氢氧化铝沉淀，过滤得到的滤渣2为Fe(OH)3、Al(OH)3，滤液2中含镁离子，调节pH=12，得到滤渣3为Mg(OH)2，洗涤烘干得到Mg(OH)2晶体，以此来解答本题考查混合物分离提纯，为高频考点，把握流程中发生的反应、混合物分离提纯方法、元素化合物知识为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，注意氢氧化物沉淀的pH应用，题目难度不大8.【答案】B【解析】【分析】本题考查物质制备工艺流程，涉及物质的分离与提纯、对原理与条件控制分析、盐类水解等，关键是对
31、工艺流程理解，试题培养了学生的分析、理解能力及灵活应用所学知识的能力，题目难度中等【解答】A.Na2B4O7中，钠的化合价+1价，氧元素化合价-2价，元素化合价代数和为0计算得到B的化合价为+3价，故A正确；B.操作“A”是将MgSO4和CaSO4混合溶液中的CaSO4除去，根据溶解性的数据分析，随着温度的升高，CaSO4的溶解度降低，因此可考虑操作A中对溶液蒸发浓缩，可以析出大量的CaSO4固体，在温度高时，进行趁热过滤可以达到分离的目的，故“操作A”为：蒸发浓缩，趁热过滤，故B错误；C.加入MgO，使溶液中Fe3+产生Fe(OH)3沉淀，除去Fe3+，则加入MgO的目的是：调节溶液的pH值
32、，使Fe3+转化为Fe(OH)3除去，故C正确；D.加入硫酸时Na2B4O7发生反应的化学方程式为：Na2B4O7+H2SO4+5H2O=Na2SO4+4H3BO3，故D正确。9.【答案】C【解析】【分析】本题考查物质分离提纯及制备，为高考常见题型，侧重考查学生的分析能力和实验能力，明确元素化合物性质及其性质差异性、流程图中发生的反应是解本题关键，注意从整体上分析判断各物质成分，题目难度中等。【解答】硼镁矿(含Mg2B2O5H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3)加入硫酸铵溶液，得到气体，根据硼镁矿和硫酸铵化学式知，得到的气体为NH3，用NH4HCO3吸收NH3，发生反应NH3+NH4H
33、CO3=(NH4)2CO3，根据过滤2及沉镁成分知，过滤1中得到的滤渣为难溶性的SiO2、Fe2O3、Al2O3，调节溶液pH=3.5时得到H3BO3，滤液中含有MgSO4，沉镁过程发生的反应为2Mg2+3CO32-+2H2O=Mg(OH)2MgCO3+2HCO3-，加热分解可以得到轻质MgO；母液中含有(NH4)2SO4；由此分析解答。A.“溶浸”硼镁矿粉过程中产生的气体为NH3，经NH4HCO3“吸收”生成(NH4)2CO3，故A正确；B.由分析可知，“滤渣1”的主要成分有SiO2、Fe2O3、Al2O3，故B正确；C.在“过滤2”前，将溶液pH调节至3.5，目的是转化得到H3BO3，故C
34、错误；D.母液中含有硫酸铵，经加热后可去除过量的NH4HCO3等物质，可返回“溶浸”工序循环使用，故D正确；故选C。10.【答案】(1)Mg2B2O5H2O+2H2SO4=2H3BO3+2MgSO4；适当增加硫酸浓度、提高反应温度、减小铁硼矿粉粒径(2)SiO2、CaSO4(3)将亚铁离子氧化为铁离子；使铁离子、铝离子形成氢氧化物沉淀而除去【解析】【分析】本题考查无机工艺流程制备，主要以B元素为背景作为考查点，明确流程中操作的内容、目的和相关的化学反应是解题的关键，题目整体难度中等，考查综合分析问题的能力。【解答】以铁硼矿(主要成分为Mg2B2O5H2O和Fe3O4，还有少量Fe2O3、FeO
35、、CaO、Al2O3和SiO2等)为原料制备硼酸(H3BO3)，由流程可知，加硫酸溶解只有SiO2不溶，CaO转化为微溶于水的CaSO4，“净化除杂”需先加H2O2溶液，将亚铁离子转化为铁离子，调节溶液的pH约为5，使铁离子、铝离子均转化为沉淀，则滤渣为氢氧化铝、氢氧化铁，然后蒸发浓缩、冷却结晶、过滤分离出H3BO3。(1)Mg2B2O5H2O与硫酸反应的化学方程式Mg2B2O5H2O+2H2SO4=2H3BO3+2MgSO4，为提高浸出速率，除适当增加硫酸浓度浓度外，还可采取的措施有提高反应温度或减小铁硼矿粉粒径等；故答案为：Mg2B2O5H2O+2H2SO4=2H3BO3+2MgSO4；适
36、当增加硫酸浓度、提高反应温度、减小铁硼矿粉粒径；(2)利用Fe3O4的磁性，可将其从“浸渣”中分离“浸渣”中还剩余的物质是SiO2、CaSO4；故答案为：SiO2、CaSO4；(3)“净化除杂”需先加H2O2溶液，作用是将亚铁离子氧化为铁离子，然后在调节溶液的pH约为5，目的是使铁离子、铝离子形成氢氧化物沉淀而除去；故答案为：将亚铁离子氧化为铁离子；使铁离子、铝离子形成氢氧化物沉淀而除去。11.【答案】(1)矿石粉碎，加热，适当提高NaOH溶液浓度，搅拌等(2)醇(合理即可)(3)2：1；耐火材料(4)NaBH4+2Na2SiO3(5)85.5%【解析】【分析】本题考查了无机工艺流程以及氧化还
37、原滴定的相关计算，熟悉流程中的每个环节发生的变化以及相关实验原理、计算方法即可解题。【解答】由流程知，硼精矿经氢氧化钠溶液溶解、过滤，得到的滤液含偏硼酸钠、偏铝酸钠、硅酸钠和氯化钠和氢氧化铁，加入生石灰，除硅铝，过滤后，得到主要含偏硼酸钠的滤液，故将滤液蒸发、结晶、过滤，由于偏硼酸钠(NaBO2)易溶于水，不溶于醇，故用醇洗涤，得到干燥的偏硼酸钠晶体，所得晶体与MgH2发生反应：2MgH2+NaBO2=NaBH4+2MgO，即制得硼氢化钠，要测定所得产品的纯度，则结合滴定实验的数据计算即可。(1)加快硼精矿溶解速率的措施有：将硼精矿粉碎、搅拌、适当增大NaOH溶液浓度、加热等；(2)MgH2可
38、与水反应，因此MgH2与偏硼酸钠反应必须在干燥环境中进行，则操作2是从滤液中获取干燥的偏硼酸钠晶体，故需将滤液蒸发、结晶、过滤、洗涤，已知偏硼酸钠(NaBO2)易溶于水，不溶于醇，故可选择醇作洗涤剂，减少偏硼酸钠的溶解损耗，且醇易挥发；(3)MgH2与NaBO2在一定条件下发生反应1，化学方程式为：2MgH2+NaBO2=NaBH4+2MgO，理论上MgH2与NaBO2的物质的量之比为2:1；反应1得到的副产物为氧化镁，熔点高达2800C，故可用于耐火材料；(4)NaBO2、SiO2和Na的固体混合物与氢气在500和4105Pa条件下制备NaBH4，同时生成硅酸钠。则该反应的化学方程式为：Na
39、BH4+2Na2SiO3；(5)根据题意，消耗该标准液的物质的量610-3mol，由I2+2NaS2O3=2NaI+NaS4O6反应，碘的物质的量为310-3mol，则与碘化钾反应的碘酸钾的物质的量为110-3mol，与硼氢化钠反应的碘酸钾的物质的量为0.025L0.1mol/L-10-3mol=1.510-3mol，则硼氢化钠的物质的量为1.12510-3mol，样品中NaBH4质量分数为。12.【答案】(1)MgO+2H+=Mg2+H2O；(2)H2O2+2H+2Fe2+=2Fe3+2H2O；Fe3+、Al3+；(3)防止温度下降时H3BO3从溶液中析出；(4)MgSO4；(5)H3BO3
40、(aq)+H2O(l)B(OH)4-(aq)+H+(aq)；210-5【解析】【分析】本题考查物质制备，为高频考点，涉及化学工艺流程分析、物质分离提纯等知识点，明确流程图中发生的反应是解本题关键。【解答】(1)除杂时MgO溶于硫酸生成硫酸镁和水，发生反应的离子方程式为MgO+2H+=Mg2+H2O，故答案为：MgO+2H+=Mg2+H2O；(2)Fe3O4溶于硫酸生成硫酸亚铁和硫酸铁，加入H2O2将二价铁离子氧化为三价铁离子，离子方程式为H2O2+2H+2Fe2+=2Fe3+2H2O；除杂时加入MgO调节溶液的pH，使Fe3+、Al3+完全沉淀，除去的杂质离子为Fe3+、Al3+，故答案为：H
41、2O2+2H+2Fe2+=2Fe3+2H2O；Fe3+、Al3+；(3)H3BO3的溶解度随温度降低而减小，则“浸取”后，采用“热过滤”的目的为防止温度下降时H3BO3从溶液中析出，故答案为：防止温度下降时H3BO3从溶液中析出；(4)热过滤除去二氧化硅和碳酸钙，除杂过程中除去Fe3+、Al3+，则“母液”中的主要溶质是MgSO4，故答案为：MgSO4；(5)已知H3BO3与过量的NaOH溶液反应生成NaB(OH)4，则硼酸在水溶液中的电离方程式为H3BO3(aq)+H2O(l)B(OH)4-(aq)+H+(aq)；25时0.7molL-1硼酸溶液中H+的浓度：c(H+)=Kc(H3BO3)=
42、5.710-100.7mol/L210-5molL-1，故答案为：H3BO3(aq)+H2O(l)B(OH)4-(aq)+H+(aq)；210-5。13.【答案】(1)研磨、加热(2)2MgOB2O3+2H2SO4+H2O=2H3BO3+2MgSO4 ac(3)4.7；Al(OH)3、Fe(OH)3(4)升温(至200左右)结晶，得到硫酸镁晶体，趁热过滤，再将母液降温结晶，分离得到硼酸晶体【解析】【分析】本题考查无机工艺流程，涉及化学方程式的书写等，难度一般，解题的关键是对基础知识的掌握，要求学生有一定的知识迁移能力。【解答】(1)根据图示可知，研磨可增大接触面积，能加快反应速率，酸浸中的加热
43、也可以加快反应速率，所以上述流程中能加快反应速率的措施有研磨，加热；(2)酸浸时部分反应为：2MgOB2O3+2H2SO4+H2O=2H3BO3+2MgSO4；a.根据硼酸与过量NaOH溶液发生的中和反应为：H3BO3+OH-=B(OH)4-，可知硼酸和氢氧化钠按物质的量1：1反应，所以硼酸是一元酸；故a正确；b.非金属性CB，所以碳酸的酸性大于硼酸，向NaHCO3固体中滴加饱和硼酸溶液，无气泡产生，故b错误；c.硼酸是一元酸，电离方程式可表示为：H3BO3+H2OB(OH)4-+H+，故c正确；故答案选ac。(3)浸出液中的杂质离子为Al3+、Fe3+，根据表中数据，用MgO调节溶液的pH为
44、4.79.1即pH至4.7以上，使Al3+、Fe3+转化为Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀；(4)根据溶解度曲线，简述的方法：将浓缩液加入到高压釜中升温(至200左右)结晶，得到硫酸镁晶体，趁热过滤，再将母液降温结晶，分离得到硼酸晶体。14.【答案】(1)D(2)SiO2、Al2O3(3)使B(OH)4-转化为H3BO3，促进H3BO3析出(4)H3BO3+LiOH2H2O+LiBO2(5)蓝色【解析】【分析】本题考查无机工业流程，结合流程理清每步的变化，掌握所考物质的性质是解题关键，侧重考查学生基础知识的掌握以及灵活运用能力，难度中等。【解答】(1)根据流程图可知X是氨气，由于氨水和浓盐酸
45、易挥发，因此用硫酸溶液吸收氨气，故选D；(2)由于氧化铁、氧化铝和二氧化硅不溶于硫酸铵溶液中，则滤渣的主要成分除Fe2O3以外，还有SiO2、Al2O3；(3)滴加H2SO4溶液调节pH至3.5时有利于电离平衡逆向移动析出硼酸；(4)根据原子守恒可知在加热条件下，H3BO3与LiOH固体反应制备LiBO2的化学反应方程式为H3BO3+LiOH2H2O+LiBO2；(5)25时，Mg(OH)2的溶度积Ksp=3.210-11，根据平衡Mg(OH)2(s)Mg2+2OH-可得c(Mg2+)c2(OH-)=3.210-11，设c(OH-)=2c(Mg2+)=x，则0.5xx2=3.210-11，解得
46、x=410-4molL-1，pH9.6，所以溶液呈蓝色；(6)碱性条件下，电解NaBO2溶液可制得硼氢化钠，阴极发生得到电子的还原反应，则阴极电极反应式为。15.【答案】(1)提高产品Li2CO3的纯度(其他合理说法也可，如溶液中残留的Mg2+能与CO32-形成微溶的MgCO3影响Li2CO3纯度等)(2)1.0 60 抑制Fe3+水解(其他合理说法也可，如防止生成氢氧化铁沉淀等)(3)114(4)LiFeCl42TBP+HCl=HFeCl42TBP+LiCl(5)过滤、洗涤、干燥【解析】【分析】本题是物质制备工艺流程题目，涉及物质分离提纯实验操作、对操作与原理的分析评价、陌生方程式书写等，是
47、对学生综合能力的考查，关键是对工艺流程的理解，试题难度较大。【解答】(1)根据化工生产目的，可以得出除镁硼时，溶液中还含有较多的镁离子，残留的Mg2+能与CO32-形成微溶的MgCO3影响Li2CO3纯度，所以第二次除镁，能够提高产品碳酸锂的纯度；(2)控制变量分析表格中的数据，油水相比一定时，60%TBP中ELi最高；60%TBP中，油水相比为1.0时ELi最高，萃取液中的Fe3+易水解，故控制水相的酸度可以有效防止Fe3+水解产生沉淀；(3)设50mL样品中含有xmol溶质，萃取后水中含有amol溶质，则萃取剂中含有(x-a)mol溶质，根据题意，可以得出a50:x-a10=1:65，a=
48、x14；x1450:x50=114；(4)反萃取目的是使Li+进入水相，故可推测出方程式为；(5)固液分离，其操作包括过滤、洗涤、干燥。16.【答案】(1)+3；B4O72-+2H+5H2O=4H3BO3；(2)防止MgCl2水解生成Mg(OH)2；(3)H2O2+2H+2e-=2H2O；Mg-2e-=Mg2+；0.045molL-1；没有；(4)97.2【解析】【分析】本题考查了盐类的水解、原电池原理和电解池原理的分析，沉淀溶解平衡的计算应用，题目难度稍大，计算是难点，计算时要充分利用题目所给数量关系和表中数据，根据质量关系和质量分数的概念快速解题。【解答】硼镁矿主要成分为Mg2B2O5H2
49、O，硼砂的化学式为Na2B4O710H2O.利用硼镁矿制取金属镁及粗硼的工艺流程中硼镁矿加入氢氧化钠浓溶液过滤得到氯化镁，加入浓盐酸溶解通过蒸发浓缩得到氯化镁结晶水合物，在氯化氢气流中加热得到氯化镁固体，电解得到镁；滤液中主要是NaBO2，通入适量二氧化碳气体得到硼砂，溶于热水后，用H2SO4调pH23制取H3BO3，加热得到B2O3；(1)硼砂的化学式为Na2B4O710H2O，钠元素化合价为+1价，氧元素化合价-2价，依据化合价代数和计算得到硼元素化合价为+3价；用H2SO4调pH23，硼砂中的Na2B4O7在酸溶液中生成H3BO3，反应的离子方程式为：B4O72-+2H+5H2O=4H3
50、BO3，故答案为：+3；B4O72-+2H+5H2O=4H3BO3；(2)MgCl27H2O需要在HCl氛围中加热，是为了防止氯化镁水解生成氢氧化镁；若用惰性电极电解MgCl2溶液，阴极氢离子得到电子生成氢气，水的电离平衡破坏，水电离生成氢氧根离子浓度增大，和镁离子形成氢氧化镁沉淀，合并写出阴极反应式为：2H2O+Mg2+2e-=H2+Mg(OH)2；故答案为：防止MgCl2水解生成Mg(OH)2；(3)镁-H2O2酸性燃料电池的反应机理为Mg+H2O2+2H+=Mg2+2H2O，正极上是过氧化氢得到电子生成水的反应，正极反应式H2O2+2H+2e-=2H2O；根据总反应机理和正极反应式可知负
51、极反应是Mg-2e-=Mg2+，若起始电解质溶液pH=1，则pH=2时溶液中，氢离子浓度减小0.1mol/L-0.01mol/L=0.09mol/L，依据反应方程式得到Mg2+离子浓度=0.045mol/L；KspMg(OH)2=5.610-12，当溶液pH=6时，c(OH-)=10-8mol/L，则Qc=c(Mg2+)c2(OH-)=0.045mol/L10-16mol/L=4.510-18KspMg(OH)2，说明无氢氧化镁沉淀生成；故答案为：H2O2+2H+2e-=2H2O；Mg-2e-=Mg2+；0.045molL-1；没有；(4)硫代硫酸钠的物质的量为：0.30mol/L0.018L
52、=0.0054mol，根据关系式：BBI332I23S2O32-，n(B)=13n(S2O32-)=0.0018mol，硼的质量为：10.81g/mol0.0018mol=0.01944g，粗硼中硼的含量为：0.01944g0.0200g100=97.2，故答案为：97.2。17.【答案】(1)盐酸挥发使产率降低 搅拌、适当增大盐酸浓度等(2)2FeCl2+H2O2+2HCl=2FeCl3+2H2O ； 将Fe3+和Al3+完全转化为Fe(OH)3、Al(OH)3过滤除掉，而H3BO3保留在滤液中； 1.310-6molL-1(3)向过滤器中用玻璃棒引流加入0水至没过硼酸晶体，水自然流下，重复
53、23次(4)B2O3+2NH4Cl高温2BN+2HCl+3H2O；酸溶【解析】【分析】本题考查内容为工业流程题制备无机物，考查学生综合分析问题的能力，涉及知识点较多，难度较大。【解答】(1)盐酸易挥发，故用盐酸进行“酸溶”时，温度过高，会导致盐酸挥发使产率降低。加快反应速率可搅拌、适当增大盐酸浓度等，故答案为盐酸挥发使产率降低 搅拌、适当增大盐酸浓度等；(2)“净化”时第一步加入双氧水的目的是将FeCl2氧化为FeCl3，化学方程式为2FeCl2+H2O2+2HCl=2FeCl3+2H2O；第二步调pH=5可将Fe3+和Al3+完全转化为Fe(OH)3、Al(OH)3过滤除掉，而H3BO3保留
54、在滤液中。pH=5时，溶液中的c(OH-)=110-9molL-1，c(Al3+)=KspAl(OH)3c3(OH-)=1.310-33(110-9)3=1.310-6molL-1，故答案为2FeCl2+H2O2+2HCl=2FeCl3+2H2O；将Fe3+和Al3+完全转化为Fe(OH)3、Al(OH)3过滤除掉，而H3BO3保留在滤液中 ；1.310-6molL-1(3)由信息知，硼酸冷水中溶解度低，为减少溶解损失，方法为向过滤器中用玻璃棒引流加入0水至没过硼酸晶体，水自然流下，重复23次。(4)由物质组成推知，“高温熔融”过程中生成的气体为HCl和水蒸气，则主要反应的化学方程式为B2O3+2NH4Cl高温2BN+2HCl+3H2O。生成的气体用水回收后得盐酸，可返回到“酸溶”工序循环利用，故答案为B2O3+2NH4Cl高温2BN+2HCl+3H2O；酸溶
