Question

【題目】硼及硼的化合物有著廣泛的用途。請(qǐng)回答下列問題：

（1）硼在元素周期表中的位置為____________，硼元素有兩種天然同位素10B和11B，硼元素的近似相對(duì)原子質(zhì)量為10.8，則兩種同位素原子的原子個(gè)數(shù)之比為_____________。

（2）單質(zhì)硼（B)在一定條件下與NaOH溶液反應(yīng)生成NaBO2和一種氣體，請(qǐng)寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式__________________________。

（3）硼酸（H3BO3)是一種白色片狀晶體，微溶于水，對(duì)人體的受傷組織有著和緩的防腐消毒作用。硼酸是一元弱酸，室溫時(shí)0.1mol/L硼酸的pH為5，計(jì)算硼酸的電離常數(shù)數(shù)K=____________。

氟硼酸（HBF4)是一種強(qiáng)酸，僅以離子狀態(tài)存在于水中，請(qǐng)寫出BF4-的電子式 ____________。

（4）B2H6是硼的一種氣態(tài)氫化物，因組成與乙烷（C2H6）相似而被稱為乙硼烷。

①經(jīng)測(cè)定B2H6中B原子最外層也滿足8電子結(jié)構(gòu)，由此推測(cè)B2H6與C2H6分子結(jié)構(gòu)____________（填“相同”或“不相同”)。

②B2H6可由BF3與NaBH4在一定條件下反應(yīng)制得，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式_____________。

③B2H6是強(qiáng)還原劑，它與水反應(yīng)生成H3BO3和H2。若有0.1mol B2H6與水完全反應(yīng)，則產(chǎn)生H2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為____________L。

Answer 1

【答案】 第二周期，第IIIA族 1∶4 2B + 2NaOH + 2H2O = 2NaBO2 + 3H2↑ 1.0×10－9 不相同 BF3 + 3NaBH4 = 2B2H6 + 3NaF 或4BF3 + 3NaBH4 = 2B2H6 + 3NaBF4 13.44

【解析】（1）硼的核電荷數(shù)為5，在元素周期表中的位置為第二周期，第IIIA族，有10B、11B兩種核素，它們之間的關(guān)系互為同位素；硼元素的相對(duì)原子質(zhì)量是10.8，則硼元素的摩爾質(zhì)量是10.8g/mol，設(shè)10B和11B的物質(zhì)的量分別是xmol、ymol，則M==10.8g/mol，x∶y=1∶4；

（2）單質(zhì)硼（B)在一定條件下與NaOH溶液反應(yīng)生成NaBO2和一種氣體，根據(jù)原子守恒，此氣體應(yīng)為氫氣，結(jié)合電子守恒及原子守恒，此反應(yīng)的化學(xué)方程式2B + 2NaOH + 2H2O = 2NaBO2 + 3H2↑；

（3）電離方程式為：H3BO3+H2O[B（OH）4]-+H+，室溫時(shí)0.1mol/L硼酸的pH為5，硼酸的電離常數(shù)數(shù)K==1.0×10－9；BF4-的電子式為；

（4）① B原子的價(jià)電子數(shù)為3，而C原子的價(jià)電子數(shù)為4，當(dāng)B2H6中B原子最外層也滿足8電子結(jié)構(gòu)時(shí)，B2H6與C2H6分子結(jié)構(gòu)不可能相同；

②B2H6可由BF3與NaBH4在一定條件下反應(yīng)制得，根據(jù)原子守恒可知該反應(yīng)的化學(xué)方程式為BF3 + 3NaBH4 = 2B2H6 + 3NaF；

③B2H6是強(qiáng)還原劑，它與水反應(yīng)生成H3BO3和H2，根據(jù)電子守恒和原子守恒，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為B2H6+6H2O=2H3BO3+6H2，有0.1mol B2H6與水完全反應(yīng)，則產(chǎn)生H2的物質(zhì)的量為0.6mol，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為22.4L/mol×0.6mol=13.44L。