2021高考化学一轮复习 第3章 金属及其化合物 知识拓展专题 硼及其化合物的性质精练（含解析）.docx

1、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2BN22BN。(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，2B6H2O(g)2B(OH)33H2。(4)与热的浓硫酸或浓硝酸反应，2B3H2SO4(浓)2H3BO33SO2，B3HNO3(浓)H3BO33NO2。2硼酸(H3BO3)(1)一元弱酸，H3BO3H2OHB(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

2、(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(Na2B4O710H2O)(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：4NaBO2CO210H2O=Na2B4O710H2ONa2CO3。(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：Na2B4O7H2SO45H2O=4H3BO3Na2SO4。1按要求回答问题(1)2019全国卷，26(3)根据H3BO3的解离反应：H3BO3H2OHB(OH)，Ka5.811010，可判断H3BO3是_酸。(2)2015全国卷，

3、 27(1)(6)写出Mg2B2O5H2O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_Na2SiO3。(4)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)Mg2B2O5H2O2H2SO42MgSO42H3BO32H3BO3B2O33H2O、B2O33Mg2B3MgO(点拨：硼酸先高温脱水生成B2

4、O3，然后与镁发生置换反应)(3)124212(4)NaBH42H2O=NaBO24H22NaBH4与FeCl3反应可制取纳米铁：2FeCl36NaBH418H2O=2Fe6NaCl6H3BO321H2，下列说法正确的是()A该反应中氧化剂只有FeCl3BNaBH4的电子式为CNaBH4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2FeCl36NaBH418H2O=2Fe6NaCl6H3BO321H2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

5、，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。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Mg2B2O5H2O，硼砂的化学式为Na2B4O710H2O。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pH3.5以制取硼酸(H3BO3)，该反应的离子方程式为_。(3

6、)由MgCl26H2O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 molL1 Na2S2O3溶液滴定至终点，消耗Na2S2O3溶液18.00 mL。(提示：I22S2O=2IS4O)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。b膜为_(填“阴离子”或“阳离子”)交

7、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。N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2周期A族(2)B4O2H5H2O=4H3BO3(3)在HCl氛围中加热(4)滴加最后一滴Na2S2O3溶液，锥形瓶中溶液蓝色退去，且半分钟内不恢复原色99(5)阴离子HB(OH)=H3BO3H2O11.2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MgCl22H2OMg(OH)22HCl，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

8、0.300 0 molL10.018 L0.005 4 mol，根据关系式：BBI3I23S2O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 mol0.018 mol，则硼的质量为11 gmol10.018 mol0.198 g，该粗硼样品中硼的质量分数为100%99%。(5)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HB(OH)=H3BO3H2O，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2H2O2e=H22OH，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 L。N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%。