專題2.7鈹及其化合物鈹的存在及物理性質鈹原子序數4，位于于第二周期=2\*ROMANIIA族，是最輕的堿土金屬元素，有毒。鈹金屬為鋼灰色或灰白色，熔點1283℃，沸點2570℃，密度1.848g/cm3。天然鈹有三種同位素：Be、Be、Be，Be是鈹唯一穩定的核素。鈹在地殼中含量為0.001%，含鈹礦石約有30多種，具有經濟價值的主要有綠柱石（3BeO?Al2O3?6SiO2）、硅鈹石（2BeO?SiO2）、金綠寶石（BeO?Al2O3）等幾種。1798年，法國化學家沃克蘭（VauquelinNiclas

Louis,

17631829）對綠柱石和祖母綠進行化學分析時發現了鈹。但是，單質鈹在三十年后的1828年由德國化學家維勒（Friedrich

Woler,18001882）用金屬鉀還原熔融的氯化鈹而得到。鈹作為堿土金屬的第一個成員，屬于稀有輕金屬，具有密度低，熔點高，彈性模量大，拉伸強度大，熱性能優異，尺寸穩定性好，中子吸收截面小，X射線透射性好等諸多優異的性能，是航天、航空、電子和核工業等領域不可替代的材料，有“超級金屬”、“尖端金屬”、“空間金屬”之稱。在自然界中，以硅鈹石Be4Si2O7(OH)2和綠柱礦Be3Al2Si6O18等礦物存在。綠柱石由于含有少量雜質而示出不同的顏色。如含2%的Cr3+離子呈綠色。亮藍綠色的綠柱石稱為海藍寶石，深綠色的綠柱石稱為祖母綠。化學性質（1）鈹的鈹化學性質活潑，具有活潑金屬通性，容易被氧化劑氧化，常見化合價為+2價。鈹表面易形成氧化層，減小了金屬本身的活性。根據對角線規則，Be與Al的性質相似，這一點與Li和Mg的相似性原理相同。鈹相同是典型的兩性金屬。（2）還原性：它與O2，N2，S反應，生成BeO，Be3N2和BeS。它與碳反應生成Be2C碳化物（與Al4C3同類，類似的還有BeCl2和AlCl3均為共價化合物，易升華，易溶于有機溶劑），而其他堿土金屬的碳化物都是MC2型。2Be+O2eq\l(=)2BeO，3Be+N2eq\l(=)Be3N2，Be+Seq\l(=)BeS（3）類比學習Be與Al的性質的相似性①二者均不僅能溶于酸溶液，也能溶于堿溶液，放出H2。但鈹、鋁與冷的濃硝酸接觸，發生“鈍化”現象。Be＋2NaOH＋2H2O=Na2[Be(OH)4]＋H2↑或Be＋2NaOH=Na2BeO2＋H2↑；2Al＋2NaOH＋6H2O=2Na[Al(OH)4]＋3H2↑或2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑。②二者的氫氧化物均為兩性氫氧化物，易溶于強堿溶液。Be(OH)2＋2NaOH=Na2[Be(OH)4]或Be(OH)2＋2NaOH=Na2BeO2＋2H2O；Al(OH)3＋NaOH=Na[Al(OH)4]或Al(OH)3＋NaOH=NaAlO2＋2H2O。③鈹、鋁的鹽都易水解。如BeS+2H2OBe(OH)2+H2S，而Al2S3也有相同的性質（4）制備①還原BeF2，用此法制備存在許多困難，該反應強烈放熱甚至會導致爆炸。且最終體系內物質沸點結晶，導致Be與MgF2分離比較困難。BeF2+Mgeq\l(=)MgF2+Be②電解熔融鹽。由于熔融的鈹鹽幾乎不導電或導電性很弱，必須加離子型的鹽，如電解NaCl－BeCl2或者LiCl－KCl－BeCl2熔鹽。用鎳坩堝作電解槽及陰極，陽極是石墨棒。【精準練習】【習題1】第ⅡA的鈹在一定條件下可形成化合物Na2BeO2。下列有關鈹及其化合物的敘述正確的是()A．氧化鈹不能溶于鹽酸； B．氫氧化鈹易溶于水C．單質鈹可溶于氫氧化鈉溶液生成氫氣； D．Na2BeO2溶液呈酸性。【答案】C【解析】A．在一定條件下能形成化合物Na2BeO2，說明鈹和鋁相似，因此氧化鈹是兩性氧化物，既能跟強酸反應又能跟強堿反應，故A錯誤；B．在一定條件下能形成化合物Na2BeO2，說明鈹和鋁相似，因此氫氧化鈹不易溶于水，故B錯誤；C．在一定條件下能形成化合物Na2BeO2，說明鈹和鋁相似，既能跟強酸反應又能跟強堿反應生成氫氣，故C正確；D．Na2BeO2溶液是強堿弱酸鹽的溶液，故溶液呈堿性，故D錯誤；答案選C。【習題2】鋁、鈹(Be)及其化合物具有相似的化學性質，如其氯化物分子內鍵型相同，故其氯化物晶體的熔點都較低。已知反應：BeCl2+Na2BeO2+2H2O＝2NaCl+2Be(OH)2↓能完全進行，則下列推斷正確的是A．Na2BeO2溶液的pH>7，將其蒸干并灼燒后得到的殘留物為BeOB．BeCl2溶液的pH<7，將其蒸干并灼燒后得到的殘留物可能是BeOC．Be(OH)2即能溶于鹽酸，又能溶于NaOH溶液D．BeCl2水溶液的導電性強，故BeCl2是離子化合物【答案】BC【解析】A．Na2BeO2溶液水解呈堿性，溶液的pH＞7，將其蒸干，水解得到的氫氧化鈉又與Be（OH）2反應得到Na2BeO2，灼燒后可得殘留物Na2BeO2，故A錯誤；B．BeCl2為強酸弱堿鹽，水解呈酸性，溶液的pH＜7，將其蒸干，HCl揮發，水解徹底，得到Be（OH）2，灼燒后可得殘留物BeO，故B正確；C．Be（OH）2性質類似于氫氧化鋁，具有兩性，則既能溶于鹽酸，又能溶于NaOH溶液，故C正確；D．根據化合物在熔融狀態下能否導電來判斷其是否是離子化合物，共價化合物在水溶液中也可以導電，BeCl2水溶液導電性強，不能說明BeCl2是離子化合物，故D錯誤。故選BC。【習題3】鈹銅是力學、化學綜合性能良好的合金，廣泛應用于制造高級彈性元件。以下是從某廢舊鈹銅元件(含BeO25%、CuS71%、少量FeS和SiO2)中回收鈹和銅兩種金屬的流程。已知：I．鈹、鋁元素處于周期表中的對角線位置，化學性質相似。（1）氫氧化鈹的電離方程式為____________________________________。（2）濾液A的主要成分除NaOH外，還有____________________(填化學式)，寫出反應I中含鈹化合物與過量鹽酸反應的離子方程____________________________。（3）①溶液C中含NaCl、BeCl2和少量HCl，為提純BeCl2，選擇合理步驟并排序_________________。a．加入過量的NaOHb．通入過量的CO2c．加入過量的氨水d．加入適量的HCle．過濾f．洗滌②從BeCl2溶液中得到BeCl2固體的操作是_________________。（4）①MnO2能將金屬硫化物中的硫元素氧化為單質硫，寫出反應Ⅱ中CuS發生反應的化學方程式______。②若用濃HNO3溶解金屬硫化物，缺點是__________________________________(任寫一條)。（5）取鈹銅元件1000g，最終獲得Be的質量為81g，則產率是______________。【答案】（1）2H++BeO22Be(OH)2Be2++2OH（2）Na2SiO3、Na2BeO2BeO22+4H+=Be2++2H2O（3）①cefd②在氯化氫的氣流中蒸發結晶（4）①MnO2+CuS+2H2SO4=S+MnSO4+CuSO4+2H2O②產生污染環境的氣體（5）90%【習題4】鈹作為一種新興材料日益被重視，有“超級金屬…尖端金屬…空間金屬”之稱。工業上常用綠柱石（主要成分3BeO·Al2O3·6SiO2，還含有鐵等雜質）冶煉鈹，一種簡化的工藝流程如下：按元素周期表的對角線規則，Be和Al性質相似；幾種金屬陽離子的氫氧化物沉淀時的pH如表。回答下列問題：（1）步驟②中將熔塊粉碎的目的是_________________________；濾渣1的主要成分是______________。（2）步驟③加入H2O2時發生反應的離子方程式為__________________________________，從濾液1中得到沉淀的合理pH為__________（填序號）。A.3.33.7B.3.7—5.0C.5.0～5.2D.5.2—6.5（3）步驟④不宜使用NaOH溶液來沉淀Be2+的原因是_____________。從溶液中得到(NH4)2BeF4的實驗操作是_______、過濾、洗滌、干燥。（4）步驟⑥的反應類型是___________________，步驟⑦需要隔絕空氣的環境，其原因是_____________。（5）若綠柱石中Be0的含量為a%，上述過程生產Be的產率為b%，則1t該綠柱石理論上能生產含鈹量2%的鍍銅合金_______t。【答案】（1）增大與硫酸的接觸面積，提高反應速率H2SiO3（2）2Fe2+＋H2O2＋2H+==2Fe3+＋2H2OC（3）過量的NaOH溶液會溶解Be(OH)2（或不易確保Be2+沉淀完全）蒸發濃縮、冷卻結晶（4）分解反應高溫下空氣中的氮氣、氧氣都可與鎂或鈹反應，從而降低產率（5）1.8×103ab（或

）【習題5】著名化學家徐光憲在稀土領域貢獻突出，被譽為“稀土界的袁隆平”。釔是稀土元素之一，我國蘊藏著豐富的釔礦石(Y2FeBe2Si2O10)，工業上通過如下工藝流程制取氧化釔，并獲得副產物鈹。已知：ⅰ．釔（Y）的常見化合價為＋3價；ⅱ．鈹和鋁處于元素周期表的對角線位置，化學性質相似；ⅲ．Fe3+、Y3+形成氫氧化物沉淀時的pH如下表：離子開始沉淀時的pH完全沉淀時的pHFe3+2.13.1Y3+6.08.3（1）將釔礦石與NaOH共熔的反應方程式補充完整：_____Y2FeBe2Si2O10+_____NaOH+______________Y(OH)3+____Fe2O3+____Na2SiO3+____Na2BeO2+____H2O（2）濾渣Ⅱ的主要成分是__________________。（3）試劑A可以是_______________。A．NaOH溶液B．氨水C．CO2D．CaO（4）用氨水調節pH=a時，a的取值范圍是_____________________。（5）計算常溫下Y3++3H2OY(OH)3+3H+的平衡常數K=________。（常溫下Ksp[Y(OH)3]=8.0×1023）（6）濾液Ⅲ加入氨水產生沉淀的離子方程式為___________________________。（7）從BeCl2溶液中得到BeCl2固體的操作是________________________。（8）常見的由BeCl2固體生產Be的工業方法有兩種：①電解法：電解NaClBeCl2混合熔融鹽制備Be；②熱還原法：熔融條件下，鉀還原BeCl2制備Be。以上兩種方法你認為哪種更好并請說明理由___________。【答案】（1）432O282884（2）H2SiO3或H4SiO4（3）B（4）3.1≤a＜6.0（或其他合理答案）（5）1.25×1020（6）Y3++3NH3?H2O=Y(OH)3↓+3NH4+（7）蒸發結晶時，向溶液中持續通入HCl氣體（或在HCl氣流中加熱蒸干）（8）電解法好，同時能得到工業原料Cl2（熱還原法好，操作簡單，不產生有毒氣體，或其它合理答案）已知：i.鈹和鋁的化學性質相似；ii.氯化鈹在融熔態時較難電離；iii.Be(OH)2在PH＞10時會溶解；（1）濾渣1的主要成分是__________________________。（2）在“除鋁”過程中鋁會以鋁銨礬[(NH4)Al(SO4)2·12H2O]的形式析出，則此過程中生成鋁銨礬的化學方程式為________________________________。（3）“除鐵”過程要求不引入新的雜質，其操作應為__________________________。（4）在“沉鈹”過程中，若改為加入過量的NaOH溶液，則鈹的存在形式是________(填離子符號)。

A．9~11，30℃

B．7~10，30℃

C．8~11，35℃【答案】（1）SiO2（2）(NH4)2SO4+Al2(SO4)3+24H2O=2[(NH4)Al(SO4)2·12H2O]（3）在濾液中加入適量H2O2，再加適量氨水調整的pH≥3（4）BeO22（5）SiO2+4NH4HF2=SiF4↑+4NH4F+2H2O（6）防止Be和Mg被氧化增強熔融鹽的導電性（7）1.8×103ab（8）B【解析】用稀硫酸溶解含鈹礦綠柱石，其中BeO、Al2O3、Fe2O3和FeO均能溶于酸，而SiO2不溶于酸且不溶于水，經過濾，濾渣Ⅰ為SiO2，而濾液中主要含有Be2+、Al3+、Fe3+、Fe2+及過量的酸，濾液中加入(NH4)2SO4有鋁銨礬[(NH4)Al(SO4)2·12H2O]析出，經過過濾除去，達到除鋁的目的，繼續向所得濾液中加入加入適量H2O2氧化Fe2+，再加適量氨水調整的pH，使溶液中Fe3+完全轉化為Fe(OH)3沉淀，再過濾除去，達到除鐵的目的，再向濾液中加入氨水、HF，得到(NH4)2BeF4，高溫分解得到BeF2，加入鎂在高溫下反應生成Be，以此解答該題。（1）由分析知，濾渣1的主要成分是SiO2；（2）向含Al3+的濾液中加入(NH4)2SO4有鋁銨礬[(NH4)Al(SO4)2·12H2O]析出，發生反應的化學方程式為(NH4)2SO4+Al2(SO4)3+24H2O=2[(NH4)Al(SO4)2·12H2O]；（6）Be和Mg易在空氣中被氧氣氧化，則采用氟化鈹鎂熱還原法制取鈹需要真空環境，達到防止Be和Mg被氧化的目的；氯化鈹在融熔態時較難電離，在電解過程中需要加入等量的NaCl，可增強熔融鹽的導電性；（8）當溶液pH在7~10左右、溫度30℃時溶液中c(Be)最低，即凈化效果最好，故答案為B。【習題7】鈹是原子能、火箭、導彈、航空、宇宙航行以及冶金工業中不可缺少的一種新興材料。以某地的含氟鈹礦（主要成分為BeO、CaF2、Al2O3、Fe2O3、SiO2及少量的硫酸鹽）為原料，生產工業氧化鈹的一種工藝流程如圖：已知：①25℃，Ksp(CaCO3)=8.7×109；Ksp(CaSO4)=2.5×105；②Be(OH)2與Al(OH)3性質相似。回答下列問題：（1）“熔煉”的溫度為1600℃，其中約20%的Al2O3反應生成煙氣(主要成分為AlF3)，該反應的化學方程式為______________________________。（2）浸渣的主要成分為CaSO4、____________。（3）加入氨水中和酸浸液，若將pH調至8~9，“沉鈹”時產生的沉淀物主要有：______、______、______。（4）“沉鈹”后將濾渣加入足量氫氧化鈉溶液提高pH進行“除鐵”，鈹元素參與反應的離子方程式為_________，然后加適量水稀釋進行“水解”，目的是_____________________。（5）若為高氟鈹礦，需在“沉鈹”前進行“除氟”。工業上“除氟”是加入10%的氨水，并控制一定的條件，使氟與鋁鐵形成共沉淀物而除去。根據如圖實驗數據，選擇的實驗條件為pH=______，水浴加熱溫度T=______℃。（6）氧化鈹粗產品含有一定量的硫酸鹽會影響鈹的后續冶煉，可用碳酸鹽脫除，發生反應：CaSO4(s)+Na2CO3(aq)=CaCO3(s)+Na2SO4(aq)。通過計算反應的K值說明用碳酸鈉脫硫酸根反應的程度大小：_______________________。【解析】含氟鈹礦（主要成分為BeO、CaF2、Al2O3、Fe2O3、SiO2及少量的硫酸鹽）經過熔煉，發生反應Al2O3+3CaF22AlF3↑+3CaO，“熔煉”后的主要成分BeO、CaF2、Al2O3、Fe2O3、SiO2、CaO與硫酸反應，因SiO2與硫酸不反應，而CaSO4微溶于水，則“酸浸”除去二氧化硅等，“酸浸”后濾液中的離子主要為H+、Fe3+、Be2+、Al3+、SO42等，“沉鈹”后Fe3+、Be2+、Al3+轉化為沉淀Fe(OH)3、Be(OH)2、Al(OH)3，加入氫氧化鈉后Be(OH)2、Al(OH)3溶解生成BeO22、AlO2并除去氫氧化鐵，最后加適量的水稀釋使溶液的堿性變弱，讓BeO22水解轉化為Be(OH)2水解得到氫氧化鈹。（1）根據元素守恒分析，Al2O3轉化為煙氣AlF3，應為Al2O3與CaF2發生復分解反應：Al2O3+3CaF22AlF3↑+3CaO。（2）“熔煉”后適當冷卻加入硫酸進行“酸浸”，主要是含氟鈹礦中各種氧化物BeO、CaF2、Al2O3、Fe2O3、SiO2、CaO與硫酸反應，因SiO2與硫酸不反應，而CaSO4微溶于水，故浸渣的主要成分為CaSO4、SiO2。（3）酸浸后濾液中的離子主要為H+、Fe3+、Be2+、Al3+、SO42等，加入氨水中和酸浸液，pH調至8~9時，Fe3+、Be2+、Al3+轉化為沉淀Fe(OH)3、Be(OH)2、Al(OH)3。（4）“沉鈹”后將濾渣加入足量氫氧化鈉溶液提高pH進行“除鐵”，因Fe(OH)3不與氫氧化鈉反應，Be(OH)2、Al(OH)3性質相似為兩性氫氧化物能與氫氧化鈉溶液反應，發生Be(OH)2+2OH=BeO22+H2O、Al(OH)3+OH=AlO2+2H2O，將Fe(OH)3分離，溶液中陰離子主要是BeO22、AlO2，后加適量水稀釋進行“水解”，根據流程中的得到的信息“水解”目的是得到Be(OH)2，故說明流程中加適量的水是稀釋使溶液的堿性變弱，讓BeO22水解轉化為Be(OH)2，分離除去沉淀中的鋁元素。（5）若為高氟鈹礦則“酸浸”后溶液中含有大量的氟離子，氟離子濃度偏大會與Be2+形成配合物溶于水而增加了鈹的損失率，因此需在“沉鈹”前進行“除氟。根據題目信息工業上“除氟”是加入10%的氨水，并控制一定的條件，使氟與鋁鐵形成共沉淀物而除去。圖1明顯在pH=4時F、Al、Fe的沉淀率高，但pH高于4時，鈹的損失率增大，故實驗條件為pH=4，由圖2看出溫度在95℃后雜質離子的除去率高，故水浴加熱溫度為95℃。二、硼及其化合物1.單質硼的性質無定形和粉末狀硼比較活潑，而晶態硼惰性較大。（1）與非金屬作用

無定形硼在室溫下與F2反應得到BF3，加熱時也能與O2、Cl2、Br2、S和N2反應，分別得到BCl3、BBr3、B2S3和BN（在1473K以上）。它不與H2作用。

2B+3F22BF34B+3O22B2O3

（2）與酸的作用

它不與鹽酸作用，僅被氧化性酸，如濃HNO3、濃H2SO4和王水所氧化：

B+3HNO3H3BO3+3NO2↑

2B+3H2SO42H3BO3+3SO2↑（3）與強堿作用

無定形硼與NaOH有類似硅那樣的反應；有強氧化劑存在時與強堿共熔可得偏硼酸鹽：

2B+6NaOH2Na3BO3+3H2↑2B+2NaOH+3KNO32NaBO2+3KNO2+H2O(4)赤熱下，與水蒸氣反應，2B＋6H2O(g)eq\o(=,\s\up7(△))B(OH)3＋3H2。(5)高溫下同金屬反應生成金屬硼化物。2.工業制取硼及其化合物的轉化關系（1）轉化關系（2）相應步驟涉及的反應①硼鎂礦與燒堿溶液反應生成可溶于水的偏硼酸鈉（NaBO2）和Mg（OH）2：2MgO·B2O3＋2NaOH＋H2O===2NaBO2＋2Mg（OH）2↓向偏硼酸鈉溶液中通入CO2使NaBO2轉化成硼砂：4NaBO2＋CO2＋10H2O===Na2B4O5（OH）4·8H2O＋Na2CO3②將硼砂與硫酸反應，得到硼酸：Na2B4O5（OH）4·8H2O＋H2SO4===4H3BO3＋Na2SO4＋5H2O③硼酸加熱分解得到氧化硼：2H3BO3B2O3＋3H2O④用鎂或鋁還原B2O3制得硼：B2O3＋3Mg3MgO＋2B⑤硼和NaOH溶液反應生成NaBO2（或Na[B（OH）4]）和H2：2B＋2NaOH＋2H2O===2NaBO2＋3H2↑或2B＋2NaOH＋6H2O===2Na[B（OH）4]＋3H2↑另外，用硫酸和硼鎂礦一步制得硼酸：Mg2B2O5·5H2O＋2H2SO4eq\o(=,\s\up7(△))2MgSO4＋2H3BO33.氧化硼

B2O3的熔點為72OK，沸點為2523K；易溶于水，形成硼酸：B2O3+3H2O2H3BO3但遇熱的水蒸氣可生成易揮發的偏硼酸：

B2O3+H2O(g)2HBO2(g)

4.硼酸（1）

硼酸H3BO3為白色片狀晶體，微溶于水，在熱水中溶解度明顯增大。（2）H3BO3是一元弱酸，H3BO3＋H2OH＋＋[B(OH)4]－。（3）與堿反應：在堿性較弱的條件下則得到四硼酸鹽：4H3BO3+2NaOH=Na2B4O7+7H2O堿過量時，Na2B4O7轉化為偏硼酸鈉：NaBO2，Na2B4O7+2NaOH=4NaBO2+H2O注意：與堿反應而得不到單個BO33離子的鹽。但反過來，在任何一種硼酸鹽的溶液中加酸時，總是得到硼酸，因為硼酸的溶解度較小，它容易從溶液中析出。（4）H3BO3受熱時會逐漸脫水，首先生成偏硼酸(HBO2)，繼續升溫可進一步脫水生成四硼酸(H2B4O7)，更高溫度時則轉變為硼酸的酸酐(B2O3)。5.乙硼烷乙硼烷B2H6受熱容易分解，它的熱分解產物很復雜，有B4H10、B5H9、B5H11和B10H14等，控制不同條件，可得到不同的主產物。如：2B2H6B4H10+H2遇水立即發生水解：B2H6+6H2O2H3BO3↓+6H2↑乙硼烷制取萬能還原劑：

B2H6+2NaH2NaBH4二、高考回放1．[2019新課標Ⅰ]硼酸（H3BO3）是一種重要的化工原料，廣泛應用于玻璃、醫藥、肥料等工藝。一種以硼鎂礦（含Mg2B2O5·H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3）為原料生產硼酸及輕質氧化鎂的工藝流程如下：回答下列問題：（1）在95℃“溶浸”硼鎂礦粉，產生的氣體在“吸收”中反應的化學方程式為_________。（2）“濾渣1”的主要成分有_________。為檢驗“過濾1”后的濾液中是否含有Fe3+離子，可選用的化學試劑是_________。（3）根據H3BO3的解離反應：H3BO3+H2OH++B(OH)?4，Ka=5.81×10?10，可判斷H3BO3是______酸；在“過濾2”前，將溶液pH調節至3.5，目的是_______________。（4）在“沉鎂”中生成Mg(OH)2·MgCO3沉淀的離子方程式為__________，母液經加熱后可返回___________工序循環使用。由堿式碳酸鎂制備輕質氧化鎂的方法是_________。【答案】（1）NH4HCO3+NH3(NH4)2CO3（2）SiO2、Fe2O3、Al2O3KSCN（3）一元弱轉化為H3BO3，促進析出（4）2Mg2++3CO32+2H2OMg(OH)2·MgCO3↓+2HCO3（或2Mg2++2CO32+H2OMg(OH)2·MgCO3↓+CO2↑）溶浸高溫焙燒2．【2015安徽卷】（14分）硼氫化鈉（NaBH4）在化工等領域具有重要的應用價值，某研究小組采用偏硼酸鈉NaBO2為主要原料制備NaBH4，其流程如下：已知：NaBH4常溫下能與水反應，可溶于異丙酸（沸點：13℃）。（1）在第①步反應加料之前，需要將反應器加熱至100℃以上并通入氬氣，該操作的目的是_____，原料中的金屬鈉通常保存在____中，實驗室取用少量金屬鈉需要用到的實驗用品有_____，_____，玻璃片和小刀等。（2）請配平第①步反應的化學方程式：□NaBO2+□SiO2+□Na+□H2==□NaBH4+□Na2SiO3（3）第②步分離采用的方法是______；第③步分離（NaBH4）并回收溶劑，采用的方法是______。（4）NaBH4（s）與水（l）反應生成NaBO2（s）和氫氣（g），在25℃，101KPa下，已知每消耗3.8克NaBH4（s）放熱21.6KJ，該反應的熱化學方程式是_______。【答案】（1）除去反應器中的水蒸氣和空氣，煤油，鑷子、濾紙（2）系數為：1、2、4、2；（3）過濾，蒸餾（4）NaBH4（s）+H2O(l)=NaBO2（s）+H2(g)△H=216kJ/mol；3．【2015新課標1卷】（14分）硼及其化合物在工業上有許多用途。以鐵硼礦（主要成分為Mg2B2O5·H2O和Fe3O4，還有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)為原料制備硼酸(H3BO3)的工藝流程如圖所示：回答下列問題：（1）寫出Mg2B2O5·H2O與硫酸反應的化學方程式_____________。為提高浸出速率，除適當增加硫酸濃度濃度外，還可采取的措施有_________（寫出兩條）。（2）利用的磁性，可將其從“浸渣”中分離。“浸渣”中還剩余的物質是______（寫化學式）。（3）“凈化除雜”需先加H2O2溶液，作用是_______。然后再調節溶液的pH約為5，目的是________。（4）“粗硼酸”中的主要雜質是（填名稱）。（5）以硼酸為原料可制得硼氫化鈉（NaBH4），它是有機合成中的重要還原劑，其電子式為_______。（6）單質硼可用于生成具有優良抗沖擊性能硼鋼。以硼酸和金屬鎂為原料可制備單質硼，用化學方程式表示制備過程___________。【答案】（1）Mg2B2O5·H2O+2H2SO42MgSO4+2H3BO3；減小鐵硼礦粉粒徑、提高反應溫度。（2）Fe3O4；SiO2和CaSO4；（3）將Fe2+氧化為Fe3+；使Al3+與Fe3+形成氫氧化物而除去。（4）（七水）硫酸鎂（5）（6）2H3BO3B2O3+3HOB2O3+3Mg3MgO+2B三、模擬精選1．（2020屆陜西省咸陽市高三模擬）硼酸和硫酸鎂是重要的化工原料。以硼鐵混精礦[主要成分為MgBO2（OH）、UO2和Fe3O4，還有少量的Fe2O3、FeO、SiO2]為原料制備硼酸和硫酸鎂的工藝流程如下：已知：①UO22＋在pH為4－5的溶液中生成UO2（OH）2沉淀；②Fe2＋和Fe3＋沉淀完全的pH分別為9.7、3.7。（1）酸浸過程中MgBO2（OH）與硫酸反應的離子方程式為_____。（2）酸浸過程中加入H2O2的目的是______（寫出兩條），濾渣1的主要成分是___（填化學式）。（3）試劑1最好選擇_____（填化學式）。若調節溶液pH前，溶液中c（Mg2＋）＝0.2mol/L，當溶液pH調至5時，UO2＋沉淀完全，此時是否有Mg（OH）2沉淀生成____。{通過計算說明，Ksp[Mg（OH）2]＝5.6×10－12}（4）操作1的名稱是_____。（5）MgSO4·H2O加熱脫水可以得無水MgSO4，那么MgCl2·6H2O晶體直接加熱___（填“能”或“不能”）得到無水MgCl2，理由是_______。（6）已知：H2CO3的Ka1＝4.4×10－7，Ka2＝4.7×10－11；H3BO3的Ka＝5.8×10－10。向碳酸鈉溶液里逐滴加入硼酸溶液____（填“有”或“無”）氣泡產生，理由是____。【答案】（1）MgBO2(OH)+2H+=Mg2++H3BO3（2）將Fe2+氧化為Fe3+，將UO2氧化成UO22+便于后續過程除去SiO2（3）MgO或者Mg(OH)2或者MgCO3c(Mg2+)×c2(OH)=0.2×(109)2=2×1019＜Ksp[Mg(OH)2]=5.6×1012，因此不會產生Mg(OH)2沉淀（4）趁熱過濾（5）不能加熱時促進了MgCl2的水解，最終得到氫氧化鎂、氧化鎂或堿式碳酸鎂（6）無硼酸的酸性比碳酸弱2．硼酸（H3BO3，一元弱酸）在工業上應用廣泛．用硼鎂礦（含MgO、B2O3、SiO2及水）制備硼酸及BCl3、VB2（二硼化釩）等副產品的流程如下：已知：（1）浸取過程中發生反應：2MgO+2B2O3+2NH4HCO3+H2O═2NH4H2BO3+2MgCO3↓（2）硼的性質與鋁相似，既能與鹽酸反應，也能與NaOH溶液反應回答下列問題：（1）充分浸取后過濾，所得濾渣的主要成分是_______、_______．浸取過程中溫度過高，會使浸取率降低，原因是_______．（2）上述流程中生成金屬鎂的化學方程式_______．（3）上述流程中制取硼的化學方程式是_______．證明粗硼中含有少量鎂的化學方法是向粗硼中加入足量NaOH溶液，充分反應后固體未完全溶解．（4）在高溫下，用氫氣還原B2O3制得高純度硼．已知：25℃、101kpa時，4B（s）+3O2（g）═2B2O3（s）△H=2520kJ/mol2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）△H=484kJ/molH2O（l）═H2O（g）△H=+44kJ/molH2（g）

還原B2O3（s）生成B（s）

和H2O（l）的熱化學方程式是_______．（5）VB2空氣電池是目前儲電能力最高的電池．以VB2空氣電池為電源，用惰性電極電解硫酸銅溶液如圖所示，該電池工作時的反應為：4VB2+11O2═4B2O3+2V2O5．VB2極發生的電極反應為_______．當外電路中通過0.04mol電子時，B裝置內共收集到0.448L氣體（標準狀況），若B裝置內的液體體積為200mL（電解前后溶液體積不變），則電解前CuSO4溶液的物質的量濃度為_______mol/L．（6）用200t含20%（質量分數）B2O3的硼鎂礦經過上述流程，若浸出率為69.6%，由浸出液制取硼酸的過程中硼元素的損失率為10%，可制得_______kg硼酸（提示：B2O3、H3BO3的摩爾質量分別為69.6、61.8g/mol）．【答案】（1）SiO2、MgCO3；溫度過高會使加入的NH4HCO3分解；（2）MgCl2==Mg+Cl2↑；（3）B2O3+3Mg

eq\o(=,\s\up7(△))3MgO+2B；向粗硼中加入足量NaOH溶液，充分反應后固體未完全溶解；（4）3H2（g）+B2O3（s）=2B（s）+3H2O（l）△H=+402kJ/mol；（5）2VB2+22OH22e=V2O5+2B2O3+11H2O；0.05；（6）44496．3.硼、鎂及其化合物在工農業生產中應用廣泛。已知：硼鎂礦主要成分為Mg2B2O5·H2O，硼砂的化學式為Na2B4O7·10H2O。利用硼鎂礦制取金屬鎂及粗硼的工藝流程為：回答下列有關問題：（1）硼砂中B的化合價為

，溶于熱水后，常用H2SO4調pH2～3制取H3BO3，反應的離子方程式為

。X為H3BO3晶體加熱脫水的產物，其與Mg制取粗硼的化學方程式為

。（2）MgCl2·7H2O需要在HCl氛圍中加熱，其目的是

。若用惰性電極電解MgCl2溶液，其陰極反應式為

。（3）鎂H2O2酸性燃料電池的反應機理為Mg+H2O2+2H+==Mg2++2H2O，則正極反應式為

。若起始電解質溶液pH=1，則pH=2時溶液中Mg2+離子濃度為

。已知Ksp[Mg(OH)2]=5．61012，當溶液pH=6時

(填“有”或“沒有”)Mg(OH)2沉淀析出。（4）制得的粗硼在一定條件下生成BI3，BI3加熱分解可以得到純凈的單質硼。現將

0．020g粗硼制成的BI3完全分解，生成的I2用0．30mol·L1

Na2S2O3(H2S2O3為弱酸)溶液滴定至終點，消耗Na2S2O3溶液18．00mL。盛裝Na2S2O3溶液的儀器應為

滴定管(填“酸式”或“堿式”)。該粗硼樣品的純度為

。(提示：I2+2S2O32=2I+S4O62)【答案】（1）+3（2分）B4O72+2H++5H2O=4H3BO3（2分）Mg+B2O3===2B+3MgO（2分）

（2）防止MgCl2水解生成Mg(OH)2（2分）

2H2O+Mg2++2e=H2↑+Mg(OH)2↓（2分）（3）H2O2+2H++2e=2H2O（2分）

0.045mol·L1（2分）

沒有（2分）（4）堿式（2分）

99%（2分）4．硼酸（H3BO3）微溶于水，其水溶液顯弱酸性，對人體的受傷組織有防腐作用．工業上以硼鎂礦（Mg2B2O5?H2O）為原料生產硼酸，同時以硼鎂泥為原料制取硫酸鎂，可用于印染、造紙、醫藥等工業．生產工藝流程如下圖所示，請回答下列問題：注：①硼鎂泥的主要成份是MgO（占40%），還有CaO、MnO、Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等雜質．②硼酸電離平衡常數K=5.8×1010③化合物Mg（OH）2Fe（OH）2Fe（OH）3Al（OH）3Ksp近似值1011101610381033④已知MgSO4、CaSO4的溶解度如下表：溫度（℃）40506070MgSO430.933.435.636.9CaSO40.2100.2070.2010.193（1）寫出上述流程中生成硼砂（Na2B4O7）的離子方程式

（2）硼酸根離子可表示為B（OH）4．寫出硼酸電離的方程式

（3）N滴定法測定硼酸晶體的純度．研究結果表明，用0.1mol?L1NaOH溶液直接滴定硼酸溶液，滴定過程如曲線①所示，向硼酸溶液中加入多元醇后再滴定如曲線②所示．請分析，能否用強堿直接滴定硼酸溶液，不能

（填“能”或“不能”），理由是：

（4）向硼鎂泥酸浸后的溶液中，加入的NaClO可與Mn2+反應產生MnO2沉淀，該反應的離子方程式是

．（5）加堿調節至pH為

時，雜質離子便可完全沉淀．（離子濃度小于或等于1×l05mol?L1時，即可認為該離子沉淀完全）（6）“除鈣”是將MgSO4和CaSO4混合溶液中的CaSO4除去，根據上表數據，簡要說明除鈣的操作步驟

、

。【答案】（1）4BO2+CO2=B4O72+CO32；（2）H3BO3+H2OB（OH）4+H+；（3）不能；沒有明顯的pH突變區域，無法判斷終點，會造成較大的誤差；（4）ClO+Mn2++H2O=MnO2↓+Cl+2H+；（5）4.7；（6）蒸發濃縮結晶、趁熱過濾．5.硼及其化合物在工業上有許多用途．以鐵硼礦（主要成分為Mg2B2O5?H2O和Fe3O4，還有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等）為原料制備硼酸（H3BO3）的工藝流程如圖所示：回答下列問題：（1）寫出Mg2B2O5?H2O與硫酸反應的化學方程式_____________________．（2）利用___的磁性，可將其從“浸渣1”中分離．“浸渣1”中還剩余的物質是___（寫化學式）．（3）以硼酸為原料可制得硼氫化鈉（NaBH4），它是有機合成中的重要還原劑，其電子式為___．（4）“凈化除雜”需先加H2O2溶液，作用是___．然后再調節溶液的pH約為5，目的是___．（5）“粗硼酸”中的主要雜質是___（填名稱）．【答案】（1）Mg2B2O5?H2O+2H2SO4═2MgSO4+2H3BO3；（2）Fe3O4；SiO2、CaSO4；（3）；（4）將Fe2+氧化為Fe3+；使Al3+與Fe3+形成氫氧化物沉淀而除去；（5）七水硫酸鎂．6.硼和鋁位于同一主族，它們可以形成許多組成和性質類似的化合物．一種用硼鎂礦（Mg2B2O5?H2O）制取單質硼的工藝流程圖如圖：結合流程圖回答下列問題：（1）溶液a、溶液b中溶質的化學式分別為_____________________．（2）寫出步驟①的化學方程式_____________________（3）寫出步驟②的離子方程式_____________________（4）步驟③中化學反應可以發生的原因是_____________________（5）過硼酸鈉晶體（NaBO3?4H2O）是一種優良的漂白劑，在70℃以上加熱會逐步失去結晶水．

實驗測得過硼酸鈉晶體的質量隨溫度變化的情況如圖2所示，則T2℃時所得晶體的化學式為_____________________．

【答案】（1）NaHCO3；Na2SO4；（2）Mg2B2O5?H2O+2NaOH=2NaBO2+2Mg（OH）2；（3）2Na++4BO2+2CO2+11H2O=Na2B4O7?10H2O↓+2HCO3；（4）硼酸的酸性小于硫酸，符合復分解反應由強酸制弱酸的原理，且硼酸的溶解度較小，從溶液中析出有利于該反應的進行；（5）NaBO3?3H2O；三、鈣及其化合物鈣、鍶、鋇單質都是銀白色金屬，在空氣中覆蓋上一層淡黃色膜，實驗室中都是儲存在煤油里，Ca非常硬，Sr，Ba軟。它們與非金屬反應如下（以Ca為例）：鈣與氧氣緩慢反應生成氧化鈣(CaO)；鈣在氧氣中燃燒生成過氧化鈣(CaO2)；在氮氣中燃燒生成氮化鈣(Ca3N2)；與氫氣反應生成氫化鈣(CaH2)；與碳反應生成碳化鈣(CaC2)；與硫反應生成硫化鈣(CaS)。（2）鈣與水反應生成氫氣，反應劇烈程度介于Na和K之間；從Ca到Ba，反應的劇烈程度增加，這是由于金屬的活潑性增大和M(OH)2溶解性增大的緣故。（3）金屬鈣通常通過電解熔融氯化鈣制得：CaCl2eq\o(=,\s\up7(電解))Ca+Cl2↑，也可以在真空中用Al還原CaO：2Al+3CaOeq\l(=)3Ca+Al2O3（4）CaO具有吸水性，可作干燥劑。與水激烈反應，放出大量的熱生成Ca(OH)2，露置于空氣中會逐淅吸收CO2生成CaCO3。在高溫下，CaO能與SiO2反應，在冶煉金屬時，可防止金屬被氧化（具體可以參考埃林漢姆圖），CaO+SiO2eq\l(=)CaSiO3；CaO與P2O5也有類似的反應，煉鋼時可用此法除去雜質磷，3CaO+P2O5eq\o(=,\s\up8(高溫))Ca3(PO4)2。（5）過氧化鈣可在堿性條件下由CaCl2和H2O2制得；與水反應生成O2：2CaO2+2H2O=2Ca(OH)2+O2↑；溶于酸可生成H2O2：CaO2+2H+=Ca2++H2O2。過氧化鋇BaO2可以在773~793K時，將O2通過BaO即可制得BaO+O2eq\o(=,\s\up8(773~793K))2BaO2，過氧化鋇與稀酸反應生成H2O2，這是實驗室制H2O2的方法：BaO2+H2SO4eq\l(=)BaSO4+H2O2（5）碳化鈣(CaC2)是實驗室制備乙炔的原料，其反應原理是CaC2+2H2Oeq\l(=)Ca(OH)2+CH=CH↑（6）草酸鈣(CaC2O4)是一種白色粉末狀晶體，不溶于水和醋酸，在定量分析中利用這一性質來檢驗或測定改和草酸的含量。受熱可分解：CaC2O4eq\o(=,\s\up7(△))CaCO3+CO↑。（7）CaSO4微溶于水，它的二水合物CaSO4·2H2O俗稱石膏或生石膏，加熱脫水而生成2CaSO4·H2O俗稱熱石膏或燒石膏。BaSO4是鋇鹽中唯一無毒化合物，在醫學上用于消化道的X射線造影（鋇餐）檢查。BaSO4可作白色顏料“鋇白”，它不怕硫化氫氣體的作用，因為BaS也是白色。BaSO4與ZnSO4的混合物，稱為鋅鋇白，是白漆的原料。【習題1】港珠澳大橋水泥的使用量約198萬噸。水泥熟料的主要成分為CaO、SiO2，并含有一定量的鐵、鋁和鎂等金屬的氧化物。實驗室測定水泥樣品中鈣含量的過程如圖所示：下列敘述正確的是A．水泥、玻璃、陶瓷為傳統的硅酸鹽材料，三者的原料都主要為SiO2B．沉淀A主要成分為SiO2，沉淀B為Fe(OH)3、Al(OH)3C．為了加快溶解速率，使用鹽酸代替硫酸處理草酸鈣D．草酸鈣易溶于水【答案】B【解析】A.水泥、玻璃、陶瓷均為硅酸鹽工業產品，所以主要成分是硅酸鹽，三者的原料不同，三者的原料并非都主要為SiO2，例如：陶瓷的主要原料有黏土等，水泥的主要原料有石灰石和黏土（鋁硅酸鹽），故A錯誤；B.水泥樣品的主要成分為CaO、SiO2，并含有一定量的鐵、鋁和鎂等金屬的氧化物，加入氯化銨、鹽酸和硝酸，由于二氧化硅與酸不反應，則得到的沉淀A為SiO2，濾液中含有Ca2+、Fe3+、Al3+、Mg2+等離子，加入氨水調節pH到4~5之間，可生成Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀，則沉淀B為Fe(OH)3、Al(OH)3，故B正確；C.使用鹽酸代替硫酸處理草酸鈣，在溶液中剩余的鹽酸也能被高錳酸鉀氧化，從而干擾草酸的測定，進而使測得的鈣的含量產生誤差，故C錯誤；D.草酸鈣是難溶于水的白色固體，故D錯誤；本題答案為B。【習題2】菠菜營養豐富，素有“蔬菜之王”的美稱。民間流傳：菠菜豆腐同食，易得結石。某化學興趣小組對“菠菜豆腐是否不能同食”等問題進行了探究。【查閱資料】①菠菜含有豐富的鐵、草酸鹽、碳酸鹽等，豆腐中含有豐富的蛋白質及鈣鹽。②人體結石的主要成分：草酸鈣（CaC2O4）③醋酸不與草酸鈣反應，但能與碳酸鈣反應生成可溶性鹽等。【提出猜想】“菠菜豆腐不能同食”的原因可能是____________。【探究一】菠菜中部分成分分析（1）步驟③中判斷加入的CaCl2溶液已足量的方法是_______________________。（2）已知氣體C能使澄清石灰水變渾濁，醋酸的化學式用HAc表示，寫出步驟④的化學反應方程式________________。沉淀A、B的質量關系為：m（A）_________m（B）（填“＞”、“＜”或“＝”）。（3）白色沉淀B的化學式為_________，由此可見菠菜豆腐不能同食。以下飲食觀點正確的是__________（填字母）A．禁吃菠菜B．高鈣牛奶可與菠菜同食C．菠菜烹飪時可用開水燙，可降低草酸鹽含量【探究二】某草酸鈣晶體（CaC2O4·xH2O）熱分解研究(提示：CaC2O4·xH2O受熱會失去結晶水成為CaC2O4；白色硫酸銅粉末遇水會變藍。）按下圖裝置將草酸鈣晶體樣品高溫加熱，使其完全分解，對所得氣體產物進行探究（假設裝置中各試劑均足量）（4）①反應開始前通入氮氣的目的是___________，裝置C的作用是_______________。②裝置B中硫酸銅粉末變藍，C、F中澄清石灰水均變渾濁，E中CuO變紅，說明產物有__________________，經檢驗A中殘留固體為氧化物。③對上述裝置從環保角度提一個改進建議_____________。（5）某研究所利用SDTQ600熱分析儀對草酸鈣晶體（CaC2O4·xH2O）進行熱分解，獲得相關數據，繪制成固體質量—分解溫度的關系如圖。①800℃以上時，固體成分的化學式為___________。②殘留固體為CaC2O4時的溫度范圍__________________。③寫出固體質量由12.8g變為10.0g時的化學方程式____________________________。【答案】（1）菠菜中的草酸鹽能與豆腐中的鈣鹽反應生成難溶的草酸鈣（靜置后）向上層清液中繼續滴加CaCl2溶液，不再產生沉淀（2）CaCO3+2HAc==CaAc2+CO2↑+H2O>（3）CaC2O4C（4）①排凈裝置中的空氣檢驗并除去氣體中的二氧化碳②H2O、CO2和CO③在F裝置后增加尾氣處理裝置CaO200—400℃CaC2O4CaCO3+CO↑【解析】【提出猜想】“菠菜豆腐不能同食”的原因可能是菠菜中的草酸鹽能與豆腐中的鈣鹽反應生成難溶的草酸鈣。（1）步驟③中判斷加入的CaCl2溶液已足量的方法是（靜置后）向上層清液中繼續滴加CaCl2溶液，不再產生沉淀。（2）步驟④反應的的化學方程式為CaCO3+2HAc==CaAc2+CO2↑+H2O。沉淀A中的碳酸鈣被醋酸溶解，所以沉淀A、B的質量關系為：m（A）>m（B）。（3）白色沉淀B的化學式為CaC2O4，由此可見菠菜豆腐不能同食。以下飲食觀點正確的是C。（4）①反應開始前通入氮氣的目的是排凈裝置中的空氣，裝置C的作用是檢驗并除去氣體中的二氧化碳。②裝置B中硫酸銅粉末變藍，說明產物有H2O。C中澄清石灰水變渾濁，說明產物有CO2。F中澄清石灰水變渾濁，E中CuO變紅，說明產物有CO。總之，說明產物有H2O、CO2和CO，經檢驗A中殘留固體為氧化物。③對上述裝置從環保角度提一個改進建議在F裝置后增加尾氣處理裝。排除CO對空氣的污染。（5）①800℃以上時，固體為受熱分解的最終生成物，其化學式為CaO。②草酸鈣晶體受熱分解首先失去結晶水，所以殘留固體為CaC2O4時的溫度范圍200—400℃。③固體質量由12.8g變為10.0g時發生反應的化學方程式為CaC2O4CaCO3+CO↑。【習題3】一種“氫氧化鍶氯化鎂法”制備“牙膏用氯化鍶(SrCl2·6H2O)”的工藝流程如圖：（1）鍶與鈣同主族。金屬鍶應保存在________________中(填“水”、“乙醇”或“煤油”)。（2）天青石(主要成分SrSO4)經過多步反應后可制得工業碳酸鍶。其中第一步是與過量焦炭隔絕空氣微波加熱還原為硫化鍶，該過程的化學方程式為_______________________________。（3）工業碳酸鍶中含有CaCO3、MgCO3、BaCO3等雜質。“濾渣”的主要成分是_____________。（4）“重結晶”時蒸餾水用量[以質量比m(H2O)：m(SrO)表示]對Sr(OH)2·8H2O純度及產率的影響如下表。最合適的質量比為___________，當質量比大于該比值時，Sr(OH)2·8H2O產率減小，其原因是___________________。質量mH2O：mSrO4：15：16：17：18：19：110：1Sr(OH)2·8H2O純度%98.6498.6898.6598.6498.6398.6398.65Sr(OH)2·8H2O產率%17.9153.3663.5072.6692.1789.6588.93（5）水氯鎂石是鹽湖提鉀后的副產品，其中SO42含量約為1%，“凈化”過程中常使用SrCl2除雜，寫出該過程的離子方程式_________________________。（6）若需進一步獲得無水氯化鍶，必須對SrCl2·6H2O(M=267g·mol1)進行脫水。脫水過程采用烘干法在170℃下預脫水，失重達33.7%，此時獲得的產物化學式為_____________________________。【答案】（1）煤油（2）SrSO4+4CSrS+4CO↑（3）Ca(OH)2、MgO（4）8：1隨著蒸餾水溶劑的增加，在冷卻結晶、過濾的過程中部分氫氧化鍶留在母液中導致產率減小（5）SO42+Sr2+=SrSO4↓（6）SrCl2·H2O【解析】一種“氫氧化鍶氯化鎂法”制備“牙膏用氯化鍶(SrCl2?6H2O)”，由流程可知，工業碳酸鍶隔絕空氣高溫焙燒后水浸過濾，將濾液蒸發濃縮，冷卻結晶得粗氫氧化鍶，再通過重結晶操作，可得精制的氫氧化鍶Sr(OH)2?8H2O，與由水氯鎂石提純而得的精制氯化鎂發生復分解反應生成SrCl2溶液和Mg(OH)2沉淀，濾液中含SrCl2，最后蒸發、冷卻結晶得到SrCl2?6H2O。（1）金屬鍶很活潑，易與水中的氫發生置換反應和醇羥基中氫發生置換反應，所以可保存在煤油中；（2）此過程中硫酸鍶與碳在高溫下反應生成硫化鍶和一氧化碳，反應方程式為SrSO4+4CSrS+4CO↑；（3）工業碳酸鍶中含有CaCO3、MgCO3、BaCO3等雜質，煅燒后生成對應氧化物，氧化物和水反應生成氫氧化物，MgCO3煅燒后得到的MgO不溶于水，也不與水反應，而氫氧化鈣微溶于水，“濾渣”的主要成分是MgO和Ca(OH)2；（4）題給信息中Sr(OH)2?8H2O純度都已經達到98%以上，產率是在質量比mH2O:mSrO=8:1時最高為92.17%，當質量比大于該比值時，Sr(OH)2?8H2O產率減小，其原因是隨著蒸餾水溶劑的增加，在冷卻結晶過濾的過程中部分Sr(OH)2留在母液中導致產率降低；（5）水氯鎂石是鹽湖提鉀后的副產品，其中SO42?含量約為1%，“凈化”過程中常使用SrCl2除雜，該過程的離子方程式為SO42+Sr2+=SrSO4↓；（6）脫水過程采用烘干法在170℃下預脫水，失重達33.7%，設烘干法在170℃下脫去x個結晶水，則×100%=33.7%，x=5，即SrCl2·6H2O脫水失去5個結晶水，故此時獲得的產物化學式為：SrCl2?H2O。【習題4】鍶(Sr)為第五周期ⅡA族元素，六水氯化鍶(SrCl2·6H2O)是實驗室重要的分析試劑，工業上常以天青石(主要成分為SrSO4)為原料制備，生產流程如圖所示：已知：①經鹽酸浸取后，溶液中除含有Sr2＋和Cl－外，還含有少量Ba2＋雜質；②SrSO4、BaSO4的溶度積常數分別為3.3×10－7、1.1×10－10。請回答下列問題：（1）為了提高焙燒天青石的化學反應速率，焙燒前應進行的操作是____________________；實驗室用于高溫焙燒的主要儀器除酒精燈外還有_______________________；焙燒后所得固體的主要成分是簡單的金屬硫化物，該固體與鹽酸反應的主要化學方程式為______________________________________（2）為除去鹽酸浸取后所得溶液中的Ba2＋，X最好選用________(填標號)，反應的離子方程式為_________________________________________A．Na2SO4B．H2SO4C．Na2CO3（3）為了提高原料的利用率，濾液中Sr2＋的濃度應低于________mol·L－1(已知此時濾液中Ba2＋濃度為1×10－5mol·L－1)。（4）該生產流程中的“一系列操作”指的是_____________________________________由六水氯化鍶制備無水氯化鍶的簡單方法是________________________【答案】（1）將天青石粉碎坩堝SrS＋2HCl===SrCl2＋H2S↑（2）BBa2＋＋SO42===BaSO4↓（3）0.03（4）蒸發濃縮、冷卻結晶直接加熱SrCl2·6H2O使其脫去結晶水【解析】以天青石(主要成分為SrSO4)為原料制備六水氯化鍶(SrCl2?6H2O)，由流程可知，天青石和碳在隔絕空氣時高溫焙燒生成CO、SrS，SrS加鹽酸后溶液中除含有Sr2+和Cl外，還含有少量Ba2+雜質，然后加硫酸生成硫酸鋇沉淀，所以過濾后濾渣為硫酸鋇，濾液中含SrCl2，最后蒸發、冷卻結晶得到SrCl2?6H2O。（1）將固體原料粉碎可增大反應物的接觸面積，加快化學反應速率；實驗室用于高溫焙燒的主要儀器除酒精燈外還有坩堝。SrSO4與C在高溫下反應生成的簡單金屬硫化物是SrS，結合流程圖，可知有CO生成，則高溫焙燒的化學方程式為SrSO4＋4CSrS＋4CO↑。SrS與鹽酸發生復分解反應生成SrCl2和H2S，反應的方程式為，SrS＋2HCl=SrCl2＋H2S↑，故答案為將天青石粉碎；坩堝；SrS＋2HCl=SrCl2＋H2S↑；（2）在除去溶液中的Ba2＋的同時，應不引入新的雜質離子，X最好選用H2SO4，反應的離子方程式為Ba2＋＋SO42=BaSO4↓，故答案為B；Ba2＋＋SO42=BaSO4↓；（4）從溶液中析出晶體需要進行的操作是蒸發濃縮、冷卻結晶。因為SrCl2是強酸強堿鹽，受熱時不水解，所以直接加熱SrCl2·6H2O可得到無水SrCl2，故答案為蒸發濃縮、冷卻結晶；直接加熱SrCl2·6H2O使其脫去結晶水。6．Ba(NO3)2常用于軍事上生產綠色信號彈、曳光彈等。某生產BaCO3的化工廠生產排出大量的鋇泥（主要含有BaCO3、BaSO3、Ba(FeO2)2等，該廠利用鋇泥制取Ba(NO3)2晶體(不含結晶水)，部分工藝流程如下：已知：pH=3.2時，可使Fe3+沉淀完全；請回答下列問題：（1）該廠生產的BaCO3因含有少量BaSO4而不純,提純的方法是：將產品加入足量的飽和Na2CO3溶液中,充分攪拌、過濾、洗滌。試用離子方程式說明提純原理：______________________________。（2）酸溶時，Ba(FeO2)2與HNO3反應的化學方程式為_______________________________。（3）該廠結合本廠實際,化合物X最好選用_________A．BaCl2B．Ba(OH)2C．Ba(NO3)2D．BaCO3（4）濾渣1和濾渣2洗滌產生的廢液不能直接排入環境，原因是_______________________。（5）①反應I需調節溶液pH值范圍在4～5，目的是________________________________。②驗證該步驟中沉淀已完全的實驗操作是_____________________________________。（6）測定所得Ba(NO3)2晶體的純度：準確稱取w克晶體溶于蒸餾水,加入足量的硫酸,充分反應后,過濾、洗滌、干燥,稱量其質量為m克,則該晶體的純度為_____________。（提示：M(Ba(NO3)2)=261g/mol，M(BaSO4)=233g/mol）【答案】（1）BaSO4(s)+CO32(aq)BaCO3(s)+SO42(aq)（2）Ba(FeO2)2+8HNO3＝Ba(NO3)2+2Fe(NO3)3+4H2O（3）D（4）廢液中含有的重金屬離子Ba2+會污染環境（5）①中和溶液中過量的H+，促進溶液中Fe3+水解而形成Fe(OH)3沉淀②取上層清液于試管中，往其中滴入幾滴KSCN溶液，若不變血紅色，則證明沉淀已完全（6）【解析】鋇泥主要含BaCO3、BaSO3、Ba(FeO2)2等，加入硝酸，在容器中充分溶解，可生成硫酸鋇，過濾后濾液中含有鐵離子、鋇離子等，且溶液呈酸性，可加入碳酸鋇，調節溶液pH=4～5，使鐵離子水解生成Fe(OH)3沉淀，過濾后廢渣為Fe(OH)3，濾液中含有硝酸、硝酸鋇等，加入氫氧化鋇中和得到硝酸鋇溶液，經蒸發、濃縮、過濾可得到硝酸鋇晶體，（1）溶液存在BaSO4(aq)+CO32(aq)?BaCO3(aq)+SO42(aq)，當c(CO32)×c(Ba2+)＞Ksp(BaCO3)時，可實現沉淀的轉化；（2）Ba(FeO2)2與中鋇元素為+2價，鐵元素為+3價，所以反應產物為Ba(NO3)2和Fe(NO3)3，所以其反應方程式為：Ba(FeO2)2+8HNO3═Ba(NO3)2+2Fe(NO3)3+4H2O；（3）加入X調節溶液的pH=4～5，則X應能消耗H+，結合工廠主要生產BaCl2、BaCO3、BaSO4的實際情況，可選用BaCO3，中和后溶液中H+濃度減小，pH在4～5時，Fe3+也完全沉淀，故Fe3+濃度也減小；（4）濾渣1和濾渣2洗滌產生的廢液中含有的重金屬離子Ba2+會污染環境，不能直接排入環境；（5）①反應I需調節溶液pH值范圍在4～5，中和溶液中過量的H+，促進溶液中Fe3+水解而形成Fe(OH)3沉淀；②驗證該步驟中沉淀已完全，只需要檢驗溶液中是否存在鐵離子，實驗操作和現象為取上層清液于試管中，往其中滴入幾滴KSCN溶液，若不變血紅色，則證明沉淀已完全；（6）稱取w克晶體溶于蒸餾水，加入足量的硫酸，充分反應后，過濾、洗滌、干燥，稱量沉淀質量為m克，其發生的反應為：Ba(NO3)2+H2SO4=BaSO4+2HNO3，設參加反應的Ba(NO3)2為xg，Ba(NO3)2+H2SO4=BaSO4+2HNO3261233xmg【習題6】以重晶石(BaSO4為主，含有鈣等雜質)為原料，可按如下工藝生產碳酸鋇：溫度為1173K～1473K時回轉窯中發生的主要反應：C+O2CO2，C+CO22CO；BaSO4+4CBaS+4CO↑，BaSO4+2CBaS+2CO2↑。（1）煤粉的主要作用是______________。（2）若回轉窯中通過量空氣，則BaCO3產率________(填“降低”、“升高”、“不變”)。（3）用90～95℃的熱水浸取BaS轉化為可溶性化合物時無氣體生成，此過程反應的化學方程式__________________。（4）在回轉窯產生的廢氣，其中________可以在碳化過程得到重新利用；硫化鋇黑灰熱水浸取，保溫后熱過濾除去的殘渣也可在其他工業生產中再利用，如廢渣中的CaSO4可作____________(寫一種即可)。（5）為了得到純凈的BaCO3，省略的操作是_____________________。（6）已知反應BaSO4(s)+CO32(aq)BaCO3(s)+SO42(aq)，某同學利用該反應在實驗室模擬BaSO4轉化為BaCO3的過程：若每次加入1L2mol/L的Na2CO3溶液，至少需要____次，可以將0.3molBaSO4完全轉化為BaCO3。[Ksp(BaSO4)=1×1010，Ksp(BaCO3)=5×109]【答案】（1）燃燒供熱和作還原劑（2）降低（3）2BaS+2H2OBa(HS)2+Ba(OH)2（4）CO2建筑材料、制石膏（5）過濾、洗滌、干燥（6）8【解析】（1）在回轉窯中加入煤粉和重晶石，在溫度為1173K～1473K時回轉窯中發生的主要反應：C+O2CO2，C+CO22CO；BaSO4+4CBaS+4CO↑，BaSO4+2CBaS+2CO2↑；煤粉燃燒放出大量的熱，且C與BaSO4反應生成BaS的反應中C為還原劑，可見煤粉的主要作用是燃燒供熱和作還原劑；（2）若回轉窯中通過量空氣，S元素會部分被氧化，導致BaS的量減少，則由BaS制取得到的BaCO3就會減少，因此最終使BaCO3產率降低；（3）用90～95℃的熱水浸取BaS轉化為可溶性化合物時，此時無氣體生成，此過程反應的化學方程式為：2BaS+2H2OBa(HS)2+Ba(OH)2；（4）在回轉窯產生的廢氣中含有CO、CO2，其中CO2在碳化過程與Ba(HS)2、Ba（OH）2發生反應：Ba2++2HS+CO2+H2O=BaCO3↓+2H2S↑、CO2+Ba(OH)2=BaCO3↓+H2O，得到重新利用，可用于制取BaCO3；硫化鋇黑灰熱水浸取，保溫后熱過濾除去的殘渣中含有未反應的C單質及CaSO4，也可在其他工業生產中再利用，如廢渣中的CaSO4可作建筑材料，也可以用于制取石膏；（5）從反應后的溶液中過濾可得到BaCO3，為了得到純凈的BaCO3，要除去固體表面的雜質離子，所以省略的操作是過濾、洗滌、干燥；【習題7】立德粉ZnS·BaSO4（也稱鋅鋇白），是一種常用白色顏料。回答下列問題：以重晶石（BaSO4）為原料，可按如下工藝生產立德粉：（1）在回轉窯中重晶石被過量焦炭還原為可溶性硫化鋇，該過程的化學方程式為____________________________。回轉窯尾氣中含有有毒氣體，生產上可通過水蒸氣變換反應將其轉化為CO2和一種清潔能源氣體，該反應的化學方程式為_______________________。（2）沉淀器中反應的離子方程式為___________________________。（2）沉淀器中是BaS溶液和ZnSO4溶液反應生成ZnS·BaSO4，其反應的離子方程式為S2?+Ba2++Zn2++SO42?=ZnS·BaSO4↓；故答案為：S2?+Ba2++Zn2++SO42?=ZnS·BaSO4↓。【習題8】某同學設計如圖所示的實驗裝置來粗略測定電石中碳化鈣的質量分數。（1）燒瓶中發生反應的化學方程式是_____________________。裝置B和C的作用是______________________。燒瓶要干燥，放入電石后應塞緊橡皮塞，這是為了_______________________。容器A中彎曲的玻璃管的作用是__________________________。（2）所用的電石質量不能太大，否則____________________；也不能太小，否則____________________。若容器B的容積為250mL，則所用的電石質量應在__________g左右（從以下數據選填：0.30、0.60、1.00、1.50、2.00）（氣體體積以標準狀況計）。（3）實驗室能否用啟普發生器制乙炔，其原因是_______________________________。（4）為了得到比較平穩的乙炔氣流，常可用_____________代替水。（5）實驗中測得排入量筒中水的體積為VmL（以標準狀況計），電石質量為mg。則電石中碳化鈣的質量分數是_________________（不計算導管中殘留的水；氣體中飽和水蒸氣也忽略不計）。【答案】（1）CaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2↑B貯水，以便燒瓶中生成的C2H2氣體進入B時排出與它等體積的水進入量筒C來測定生成乙炔的量防止電石與殘留水作用，防止產生的C2H2逸到大氣中便于液體順利滴加（2）生成C2H2太多，超過B的容積，無法測定其體積生成的C2H2太少，測定誤差大0.60（3）反應速率快，放出大量熱，生成的Ca(OH)2懸濁液堵塞導管（4）飽和食鹽水（5）2.86×【解析】（1）電石和水反應的方程式為CaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2↑；裝置B用于貯水以便燒瓶中生成的C2H2氣體進入B時排出與它等體積的水進入量筒C來測定生成乙炔的量；電石和水反應生成乙炔，燒瓶要干燥，放入電石后應塞緊橡皮塞，否則產生的乙炔逸散到大氣中產生誤差；反應發生后，燒瓶內的氣體壓強會使分液漏斗內的液體難于滴入瓶中，所以容器A中彎曲的玻璃管的作用是將分液漏斗和燒瓶連接成一個容器，便于液體順利滴下；（2）若電石的質量太大，則生成C2H2太多，超過B的空間，無法測定其體積；若選擇的電石的質量太小，則生成的C2H2太少，測定誤差會更大．根據1molCaC21molC2H2，可計算產生250mLC2H2時所需電石的質量為0.71g，即需要電石的最大質量不能超過0.71g，結合題目信息，應選擇0.60g電石進行實驗；（3）此反應是放熱反應，反應速率快，且生成的Ca(OH)2懸濁液堵塞導管，則實驗室不能用啟普發生器制乙炔；（4）實驗室一般用飽和食鹽水代替水進行實驗，以獲得平穩的乙炔氣流；（5）設產生VmL氣體需要CaC2的質量為wg，則CaC2C2H2，64g

22400mLw

VmL解得w=0.00286V，則電石中CaC2的質量分數=0.00286Vm×100%=2.86×10【習題9】過氧化鈣微溶于水，溶于酸，可作分析試劑、醫用防腐劑、消毒劑。以下是一種制備過氧化鈣的實驗方法。回答下列問題：（一）碳酸鈣的制備（1）步驟①加入氨水的目的是___________________。小火煮沸的作用是使沉淀顆粒長大，有利于________________________。（2）下圖是某學生的過濾