Question

18．硼氫化鈉（NaBH₄）具有優(yōu)良的還原性，在有機(jī)化學(xué)和無機(jī)化學(xué)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用．利用硼精礦（主要成分為B₂O₃，含有少量Al₂O₃、SiO₂、FeCl₃等）制取NaBH₄的流程如圖1：

已知：偏硼酸鈉（NaBO₂）易溶于水，不溶于醇，在堿性條件下穩(wěn)定存在，回答下列問題：
（1）寫出加快硼精礦溶解速率的措施將硼精礦粉碎、攪拌、增大NaOH濃度、升溫等（寫一種）．
（2）操作1為過濾，濾渣主要成分為Fe（OH）₃．
（3）除硅鋁步驟加入CaO而不加入CaCl₂的原因有：①能將硅、鋁以沉淀除去；②提供堿性溶液抑制NaBO₂水解．
（4）氫化鎂（MgH₂）中H元素的化合價(jià)為-1；MgH₂與NaBO₂在一定條件下發(fā)生反應(yīng)1，其化學(xué)方程式為：12MgH₂+NaBO₂=NaBH₄+2MgO．
（5）如圖2在堿性條件下，在陰極上電解NaBO₂也可制得硼氫化鈉，寫出陰極室的電極反應(yīng)式BO₂^-+6H₂O+8e^-=BH₄^-+8OH^-．
（6）硼氫化鈉是一種強(qiáng)還原劑，堿性條件可處理電鍍廢液中的硫酸銅制得納米銅，從而變廢為寶，寫出該反應(yīng)的離子方程式4Cu²⁺+BH₄^-+8OH^-=4Cu+BO₂^-+6H₂O．

Answer 1

分析 以硼精礦（主要成分為B₂O₃，含有少量Al₂O₃、SiO₂、FeCl₃等）為原料制取NaBH₄，由流程可知，加NaOH溶解B₂O₃、Al₂O₃、SiO₂，將FeCl₃轉(zhuǎn)化成氫氧化鐵沉淀，則操作1為過濾，濾渣為Fe（OH）₃，再加CaO將硅鋁沉淀，則操作2也為過濾，從而除去硅鋁，最后反應(yīng)1為NaBO₂與MgH₂反應(yīng)生成NaBH₄，以此來解答．

解答 解：（1）將硼精礦粉碎、攪拌、增大NaOH濃度、升溫等都可以加快硼精礦溶解速率，故答案為：將硼精礦粉碎、攪拌、增大NaOH濃度、升溫等；
（2）根據(jù)以上分析，操作1為過濾，濾渣主要成分為Fe（OH）₃，故答案為：過濾； Fe（OH）₃；
（3）因?yàn)樵贜aBO₂溶液除去硅鋁，又NaBO₂易溶于水，在堿性條件下穩(wěn)定存在，所以除硅鋁步驟加入CaO而不加入CaCl₂的原因有：①能將硅、鋁以沉淀除去；②提供堿性溶液抑制NaBO₂水解，故答案為：提供堿性溶液抑制NaBO₂水解；
（4）根據(jù)化合價(jià)代數(shù)和為0，則氫化鎂（MgH₂）中H元素的化合價(jià)為-1；MgH₂與NaBO₂在一定條件下發(fā)生反應(yīng)生成NaBH₄和MgO，則反應(yīng)方程式為：12MgH₂+NaBO₂=NaBH₄+2MgO，故答案為：-1；12MgH₂+NaBO₂=NaBH₄+2MgO；
（5）在陰極上電解NaBO₂也可制得硼氫化鈉，則陰極室BO₂^-得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成BH₄^-，則電極反應(yīng)式為：BO₂^-+6H₂O+8e^-=BH₄^-+8OH^-，故答案為：BO₂^-+6H₂O+8e^-=BH₄^-+8OH^-；
（6）硼氫化鈉是一種強(qiáng)還原劑，堿性條件可處理電鍍廢液中的硫酸銅制得納米銅，則反應(yīng)的離子方程式為：4Cu²⁺+BH₄^-+8OH^-=4Cu+BO₂^-+6H₂O，故答案為：4Cu²⁺+BH₄^-+8OH^-=4Cu+BO₂^-+6H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)的制備實(shí)驗(yàn)，為高頻考點(diǎn)，把握制備實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)裝置的作用、元素化合物知識(shí)為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾�，注意元素化合物與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的訓(xùn)練，題目難度中等．