高考化学一轮复习讲练 第3章 知识拓展专题 硼及其化合物的性质　硼及其化合物的性质 (含解析).doc

知识拓展专题　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N2、S、X2等单质反应，如2B＋N22BN2)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＋6H2O(g)2B(OH)3＋3H24)与热的浓硫酸或浓硝酸反应，2B＋3H2SO4(浓)2H3BO3＋3SO2↑，B＋3HNO3(浓)H3BO3＋3NO2↑2．硼酸(H3BO3)(1)一元弱酸，H3BO3＋H2OH＋＋[B(OH)4]－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：4NaBO2＋CO2＋10H2O===Na2B4O7·10H2O＋Na2CO32)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===4H3BO3↓＋Na2SO4。

1．NaBH4与FeCl3反应可制取纳米铁：2FeCl3＋6NaBH4＋18H2O===2Fe＋6NaCl＋6H3BO3＋21H2↑，下列说法正确的是(　　)A．该反应中氧化剂只有FeCl3B．NaBH4的电子式为C．NaBH4不能与水发生反应D．该反应中每生成1 mol Fe转移电子3 mol答案　B解析　反应2FeCl3＋6NaBH4＋18H2O===2Fe＋6NaCl＋6H3BO3＋21H2↑中，FeCl3中的Fe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，A项错误；NaBH4由钠离子与BH构成，为离子化合物，则其电子式为，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1 mol Fe，消耗3 mol NaBH4，转移电子12 mol，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＋H2OH＋＋B(OH)，Ka＝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===____NaBH4＋______Na2SiO34)[2014·重庆理综，11(2)]NaBH4是一种重要的储氢载体，能与水反应得到NaBO2，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)Mg2B2O5·H2O＋2H2SO42MgSO4＋2H3BO3　2H3BO3B2O3＋3H2O、B2O3＋3Mg2B＋3MgO(点拨：硼酸先高温脱水生成B2O3，然后与镁发生置换反应)　(3)1　2　4　2　1　2 (4)NaBH4＋2H2O===NaBO2＋4H2↑3．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___________________________________________________________________________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BI3，BI3在一定条件下受热分解可以得到纯净的单质硼0.200 0 g粗硼制成的BI3完全分解，将生成的I2配制成100 mL碘水，量取10.00 mL碘水于锥形瓶中，向其中滴加几滴淀粉溶液，用0.300 0 mol·L－1 Na2S2O3溶液滴定至终点，消耗Na2S2O3溶液18.00 mL提示：I2＋2S2O===2I－＋S4O)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)3]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1 mol H3BO3，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)B4O＋2H＋＋5H2O===4H3BO3↓　(3)在HCl氛围中加热　(4)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)===H3BO3＋H2O　11.2　②<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＋2H2OMg(OH)2＋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0.300 0 mol·L－1×0.018 L＝0.005 4 mol，根据关系式：B～BI3～I2～3S2O得，n(B)＝n(S2O)＝0.001 8 mol，则该粗硼样品中B的物质的量＝0.001 8 mol×＝0.018 mol，则硼的质量为11 g·mol－1×0.018 mol＝0.198 g，该粗硼样品中硼的质量分数为×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H3BO3，其离子方程式为H＋＋B(OH)===H3BO3＋H2O，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1 mol H3BO3时，需要M室和原料室分别转入1 mol H＋、1 mol B(OH)，则需转移1 mol e－，所以N室可生成0.5 mol氢气，其体积在标准状况下为11.2 L②N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%