高中化学竞赛辅导讲座-硼族元素参考模板范本.ppt

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1、高中化学竞赛辅导讲座存在:黄晶CaOB2O3 2SiO2 硼砂Na2B4O7 5H2O 方硼石2Mg3B8O15 MgCl21、制备:(1)金属还原:B2O3(s)+3Mg(s)=2B(s)+3MgO(s)G=-526.4kJ(然后用酸处理)思考:B2O3 2Al Al2O3 2B G 784.6kJ 为什么不用铝来还原制备B?(i)Al2O3难溶于酸;(ii)有杂质黑色的AlB12生成。BCl3+3Na=B+3NaCl G -771.8kJ 800900C2BCl3+3Zn=3ZnCl2+2B(2)电解还原:碳作电极,电解熔融的硼酸盐或氟硼酸盐。(3)挥发性硼的化合物与氢反应:BX3(g)+

2、3/2H2(g)=B(s)+3HX(g)(X=Cl Br)(4)硼的化合物热分解:10001300C,钽丝 2BBr3=2B+3Br2B12结构:问题思考:问题思考:晶体硼的基本结构单元是由硼原子组 成的正二十面体(如图所示),每个 三角形均为正三角形,每个顶点为一 硼原子。则每一个此基本单元由 个 原子组成;该单元中有2个原子为10B (其余为11B),那么该结构单元有 几 种不同类型。(1)与O2燃烧:973K 4B 3O2=2B2O3 G=-2887kJ应用:炼钢时的去氧剂,可还原金属Cu、Fe、Sn、Pb、Co etc.(2)与非金属反应:可以生成BCl3、BBr3、B2S3、BN),

3、但不与H2反应。(3)与氧化性酸作用:B 3HNO3 H3BO3 3NO2 2B 3H2SO4(浓)2H3BO3 3SO2(4)与碱作用:2B 2NaOH 2H2O=2NaBO2+3H2 (氧化剂存在时才可以发生)B的基态:2s22p1 sp2杂化:BCl3、BF3、BO33 平面三角形 sp3杂化:BF4、BH4 正四面体形三大特性(1)共价性 (2)缺电子,配键,独特的多中心键。(B2H6)(3)多面体习性。(HO)3B OH;F3B NH3(3C2e氢桥键)成键类型:(1)B H 正常;(2)BB 正常 (3)BHB 3c-2e (4)B BB 3c-2e思考:请写出B4H10的分子结构

4、:H3BO3:Ka 61010硼砂:Na2B4O5(OH)48H2OMg2B2O5H2O+2NaOH=2NaBO2+2Mg(OH)24NaBO2+CO2+10H2O=Na2B4O5(OH)4 8H2O+Na2CO3Na2B4O7+CaO=2NaBO2 Co(BO2)2(蓝宝石色)B4O5(OH)42-+5H2O=2H3BO3+2B(OH)4-(水解)制备BN:Na2B4O7+2NH4Cl=2NaCl+B2O3+2BN+4H2O1、提取:Al2O3 2NaOH 3H2O 2NaAl(OH)4 2NaAl(OH)4 2CO2 2Al(OH)3 2NaHCO3 Al2O3(电解得单质)2、性质:与B

5、比较:(1)B 只有共价(半径小,电离能高),而铝既有共价,也有离子 (2)最大配位数分别为4、6 如:BF4-、B(OH)4-;AlF63-、Al(OH)63-(3)金属、非金属;H3BO3为弱酸 Al(OH)3两性思考:为什么能用铝罐储存合运输浓硫酸?(钝化)4Al+3C=Al4C3 Al4C3+12H2O=4Al(OH)3+3CH4铝热反应3、Al(OH)3Al(OH)3(s)=Al3+(aq)+3OH-(aq)Ksp(b)=21033Al(OH)3(s)+H2O(l)=H+(aq)+Al(OH)4-Ksp(a)=210-11 4、卤化铝AlF3(Ksp=1.010-15)AlF3+6F-=AlF63-6=7.01019气态AlCl3为二聚分子,高温为单分子

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