硼及其化合物的性质

第1页共3页B．NaBH4的电子式为22223233322433234234硼及其化合物的性质1.硼硼单质有晶体硼和无定形硼两种，晶体硼相当稳定，无定形硼比较活泼，能发生如下反应：(1)高温下，与N、S、X等单质反应，如2B＋N=高==温==2BN。(2)高温下同金属反应生成金属硼化物。(3)赤热下，与水蒸气反应，2B＋6HO(g)==△===2B(OH)＋3H。(4)与热的浓硫酸或浓硝酸反应，2B＋3HSO(浓)==△===2HBO＋3SO↑，B＋3HNO(浓)==△===HBO＋3NO↑。2.硼酸(H3BO3)(1)一元弱酸，H3BO＋HOH＋＋[B(OH)]－。(2)H3BO3受热时会逐渐脱水，首先生成偏硼酸(HBO2)，继续升温可进一步脱水生成四硼酸(H2B4O7)，更高温度时则转变为硼酸的酸酐(B2O3)。3．硼氢化钠(NaBH4)硼氢化钠中的氢元素为－1价，具有还原性，故其可用作醛类、酮类和酰氯类的还原剂：4．硼砂(Na2B4O7·10H2O)(1)制备：将偏硼酸钠溶于水形成较浓溶液，然后通入CO2调节pH，浓缩结晶分离出硼砂：4NaBO＋CO＋10HO===NaBO·10HO＋NaCO。222247223(2)将硼砂溶于水，用硫酸溶液调节pH，可析出溶解度小的硼酸晶体：Na2B4O7＋H2SO4＋5H2O===4H3BO↓＋Na2SO。1.NaBH4与FeCl3反应可制取纳米铁：2FeCl＋6NaBH＋18H2O===2Fe＋6NaCl＋6H3BO334＋21H↑，下列说法正确的是()A．该反应中氧化剂只有FeCl3C．NaBH4不能与水发生反应。2第2页共3页44a222323423D．该反应中每生成1molFe转移电子3mol答案B解析反应2FeCl＋6NaBH＋18HO===2Fe＋6NaCl＋6HBO＋21H↑中，FeCl中的Fe3423323由＋3价降低到0价，水中部分H由＋1价降低到0价，所以该反应中氧化剂为FeCl3和H2O，B项正确；NaBH4中H为－1价，水中H为＋1价，两者发生归中反应可生成氢气，C项错误；题述氧化还原反应中，化合价升高的只有NaBH4中的H，由－1价升高到0价，可据此判断电子转移数目，每生成1molFe，消耗3molNaBH，转移电子12mol，D项错误。2.按要求回答问题(1)[2019全·国卷Ⅰ，26(3)根]据H3BO3的解离反应：H3BO3＋H2OH＋＋B(OH)－，K＝5.81×10－10，可判断H3BO3是酸。(2)[2015全·国卷Ⅰ，27(1)(6写)]出Mg2B2O5·H2O与硫酸反应的化学方程式：。单质硼可用于生产具有优良抗冲击性能的硼钢。以硼酸和金属镁为原料可制备单质硼，用化学方程式表示制备过程：。(3)[2015安·徽理综，27(2)请]配平化学方程式：NaBO2＋SiO2＋Na＋H2===NaBH＋NaSiO。(4)[2014重·庆理综，11(2)N]aBH4是一种重要的储氢载体，能与水反应得到NaBO，且反应前后B的化合价不变，该反应的化学方程式为。答案(1)一元弱(2)MgBO·HO＋2HSO==△===2MgSO＋2HBO2HBO==△===BO＋22522443333233HO、BO＋3Mg==△===2B＋3MgO(点拨：硼酸先高温脱水生成BO，然后与镁发生置换反应)(3)124212(4)NaBH＋2HO===NaBO＋4H↑42223.硼、镁及其化合物在工农业生产中应用广泛。已知硼镁矿的主要成分为Mg2B2O5·H2O，硼砂的化学式为Na2B4O7·10H2O。一种利用硼镁矿制取金属镁及粗硼的工艺流程如图所示：(1)写出硼元素在元素周期表中的位置：。(2)将硼砂溶于水后，用硫酸调节溶液的pH≈3.5以制取硼酸(H3BO3)，该反应的离子方程式为。A项错误；NaBH由钠离子与BH构成，为离子化合物，则其电子式为4－4，第3页共3页33332443632233233433(3)由MgCl2·6H2O制备MgCl2时，一定条件是。(4)制得的粗硼在一定条件下反应生成BI，BI在一定条件下受热分解可以得到纯净的单质硼。0.2000g粗硼制成的BI3完全分解，将生成的I2配制成100mL碘水，量取10.00mL碘水于锥形瓶中，向其中滴加几滴淀粉溶液，用0.3000mol·L－1Na2S2O3溶液滴定至终点，消耗Na2S2O3溶液18.00mL。(提示：I2＋2S2O2－===2I－＋S4O2－)滴定终点的现象为，该粗硼样品的纯度为%。(5)H3BO3[也可写成B(OH)]可以通过电解NaB(OH)4溶液的方法制备。工作原理如图所示。①b膜为(填“阴离子”或“阳离子”)交换膜，写出产品室发生反应的离子方程式：，理论上每生成1molH3BO，N室可生成L(标准状况)气体。②N室中，进口和出口的溶液浓度大小关系为a%(填“”或“”)b%。答案(1)第二周期ⅢA族(2)BO2－＋2H＋＋5HO===4HBO↓(3)在HCl氛围中加热(4)47233滴加最后一滴Na2S2O3溶液，锥形瓶中溶液蓝色褪去，且半分钟内不恢复原色99(5)①阴离子H＋＋B(OH)－===HBO＋HO11.2②4332解析(3)因MgCl2在蒸干灼烧时会发生水解，其水解的化学方程式为MgCl2＋2H2OMg(OH)＋2HCl，所以为了防止氯化镁水解生成氢氧化镁，需要在HCl氛围中加热。(4)消耗的Na2S2O3的物质的量为0.3000mol·L－1×0.018L＝0.0054mol，根据关系式：B～31BI～2I～3SO2－得，n(B)＝n(SO2－)＝0.0018mol，则该粗硼样品中B的物质的量＝0.001100mL8mol×10.00mL＝0.018mol，则硼的质量为11g·mol－1×0.018mol＝0.198g，该粗硼样品中0.198g硼的质量分数为0.2000g×100%＝99%。(5)①产品室可得到H3BO3的原因是M室的H＋穿过阳离子交换膜扩散至产品室，原料室的B(OH)－穿过阴离子交换膜扩散至产品室，二者反应生成H3BO，其离子方程式为H＋＋B(OH)－===HBO＋HO，所以b膜应为阴离子交换膜。阴极的电解液为氢氧化钠溶液，所以N室的电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，生成1molH3BO3时，需要M室和原料室分别转入1molH＋、1molB(OH)－，则需转移1mole－，所以N室可生成0.5mol氢气，其体积在标准状况下为11.2L。②N室溶液中氢氧根离子浓度增大，Na＋从原料室通过阳离子交换膜进入N室，故N室进口溶液浓度比出口的小，即a%b%。2