Question

【題目】硼酸（H3BO3）大量應(yīng)用于玻璃制造行業(yè)，以硼鎂礦（2MgOB2O3H2O、SiO2及少量Fe3O4、CaCO3、Al2O3）為原料生產(chǎn)硼酸的工藝流程如圖：

已知：i．Fe3+、Al3+、Fe2+和Mg2+以氫氧化物形式完全沉淀時(shí)，溶液的pH分別為3.2、5.2、9.7和12.4．
ⅱ．H3BO3在20℃、40℃、60℃、100℃時(shí)的溶解度依次為5.0g、8.7g、14.8g、40.2g．
（1）為了提高硼鎂礦粉的浸出率，可采取的措施有（至少答兩條）．
（2）“浸出液”顯酸性，含H3BO3和Mg2+、SO42﹣ ， 還含有Fe3+、Fe2+、Ca2+、Al3+等雜質(zhì)．“除雜”時(shí)向浸出液中依次加入適量H2O2和MgO，H2O2的作用是（用離子方程式表示），MgO除去的雜質(zhì)離子是 ．
（3）已知H3BO3與過(guò)量的NaOH反應(yīng)生成Na[B（OH）4]，試寫出H3BO3在溶液中的電離方程式 ．
（4）“浸取”后，采用“熱過(guò)濾”的目的是 ， 母液中的主要溶質(zhì)有 ．
（5）測(cè)定所得產(chǎn)品的純度：取a g硼酸，小心加熱使其分解脫去水分（雜質(zhì)受熱不分解），得殘留固體b g，則產(chǎn)品的純度為 ．

Answer 1

【答案】
（1）加熱、攪拌、粉碎礦石或提高硫酸濃度等
（2）H2O2+2H++2Fe2+=2Fe3++2H2O；Fe3+、Al3+
（3）H3BO3（aq）+H2O（l）?[B（OH）4]﹣（aq）+H+（aq）
（4）防止溫度下降時(shí)H3BO3從溶液中析出影響產(chǎn)量；H3BO3、MgSO4
（5） ×100%
【解析】解：由流程可知，加硫酸溶解只有SiO2不溶，CaO轉(zhuǎn)化為微溶于水的CaSO4 ， 趁熱過(guò)濾，防止H3BO3從溶液中析出，“除雜”需先加H2O2溶液，將亞鐵離子轉(zhuǎn)化為鐵離子，再加入MgO調(diào)節(jié)溶液的pH約為5.2，使鐵離子、鋁離子均轉(zhuǎn)化為沉淀，則濾渣為氫氧化鋁、氫氧化鐵，然后蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾分離出H3BO3 ， （1）通過(guò)粉碎礦石或者升高溫度或者進(jìn)行攪拌或適當(dāng)提高硫酸濃度都可以提高浸取率，
所以答案是：加熱、攪拌、粉碎礦石或提高硫酸濃度等；（2）加適量H2O2把Fe2+氧化為Fe3+ ， 所以H2O2的作用是：H2O2+2H++2Fe2+=2Fe3++2H2O，加MgO調(diào)節(jié)PH，使Fe3+、Al3+轉(zhuǎn)化為沉淀而除去，所以除去的離子有Fe3+、Fe2+、Al3+；
所以答案是：H2O2+2H++2Fe2+=2Fe3++2H2O；Fe3+、Al3+；（3）H3BO3與過(guò)量NaOH溶液反應(yīng)生成Na[B（OH）4]，H3BO3屬于一元酸，電離出[B（OH）4]﹣與H+ ， 屬于弱酸，電離方程式為：H3BO3（aq）+H2O（l）[B（OH）4]﹣（aq）+H+（aq），
所以答案是：H3BO3（aq）+H2O（l）[B（OH）4]﹣（aq）+H+（aq）；（4）由題目信息可知：H3BO3的溶解度隨溫度的升高而增大，所以要采用“熱過(guò)濾”，以防溫度下降時(shí)H3BO3從溶液中析出影響產(chǎn)量，濾液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾分離出H3BO3 ， 母液中主要含有硫酸鎂和硼酸，
所以答案是：防止溫度下降時(shí)H3BO3從溶液中析出影響產(chǎn)量；H3BO3、MgSO4；（5）取a g硼酸，小心加熱使其分解脫去水分（雜質(zhì)受熱不分解），得殘留固體b g，
反應(yīng)為：

2H3BO3	=B2O3+	3H2O，	△m
2×62			54
m			（a﹣b）g

m= g
結(jié)合反應(yīng)前后質(zhì)量變化計(jì)算硼酸質(zhì)量得到純度= ×100%= ×100%，
所以答案是： ×100%；