第三章 知识拓展专题 硼及其化合物的性质（2021高考化学一轮复习资料）.docx

1、知识拓展专题知识拓展专题 硼及其化合物的性质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 2BN2= 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，2B6H2O(g)= 2B(OH)33H2。 (4) 与 热 的 浓 硫 酸 或 浓 硝 酸 反 应 ， 2B 3H2SO4( 浓 ) = 2H3BO3 3SO2 ， B 3HNO3(浓)= H3BO33NO2。 2硼酸(H3BO3) (1)一元弱酸，H3BO3H2OH B(OH) 4 。 (2)H3B

2、O3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： 4NaBO2CO210H2O=Na2B4O7 10H2ONa2CO3。 (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：Na2B4O7H2SO4 5H2O=4H3BO3Na2SO4。 1NaBH4

3、与 FeCl3反应可制取纳米铁：2FeCl36NaBH418H2O=2Fe6NaCl6H3BO3 21H2，下列说法正确的是( ) A该反应中氧化剂只有 FeCl3 BNaBH4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 4构成， 为离子化合物， 则其电子式为 ， B 项正

4、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，26(3)根据 H3BO3的解离反应：H3BO3H2OH B(OH) 4，Ka 5.8110 10，可判断 H 3BO3是_酸。 (2)2015全国卷， 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

5、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)Mg2B2O5 H2O2H2SO4= 2MgSO42H3BO3 2H3BO3= B2O3 3H2O、B2O33Mg= 2B3MgO(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

6、 2 (4)NaBH42H2O=NaBO24H2 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 pH3.5 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，

7、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 Na 2S2O3溶液滴定至终点，消 耗 Na2S2O3溶液 18.00 mL。(提示：I22S2O 2 3 =2I S 4O 2 6 )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

8、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A族 (2)B4O2 72H 5H 2O=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)阴 离子 H B(OH) 4=H3BO3H2O 11.2 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 2H2OMg(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 0.300 0 mol L 1 0.018 L

9、0.005 4 mol， 根据关系式： B BI33 2I23S2O 2 3得，n(B)1 3n(S2O 2 3)0.001 8 mol，则该粗硼样品中 B 的物质的量0.001 8 mol 100 mL 10.00 mL0.018 mol，则硼的质量为 11 g mol 1 0.018 mol0.198 g，该粗硼样品中 硼的质量分数为 0.198 g 0.200 0 g 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) 4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) 4=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 =H 22OH ，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) 4，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%。