硼镁矿属于硼酸盐,可用来制备硼酸(H3BO3)和MgO,方法如下:硼镁矿粉与(NH4)2SO4溶液混合后加热,反应生成H3BO3晶体和MgSO4溶液,同时放出NH3;再向MgSO4溶液中通入NH3与CO2,得到MgCO3沉淀和滤液,沉淀经洗涤、煅烧后得MgO,滤液则循环使用。回答下列问题:
(1)与硅酸盐类似,硼酸盐结构也比较复杂,如硬硼钙石化学式为Ca2B6O11·5H2O,将其改写为氧化物的形式 。
(2)上述制备过程中,检验沉淀洗涤是否完全的方法是 。
(3)写出MgSO4溶液中通入NH3与CO2反应的化学方程式 。
(4)若准确称取1.68 g硼镁矿,完全反应后得H3BO3晶体1.24 g,MgO 0.8 g,计算该硼酸盐的组成。(写出计算过程)
(1)2CaO·3B2O3·5H2O(2分)
(2)取少许最后一次洗涤滤液,滴入1~2滴Ba(NO3)2溶液,若不出现白色浑浊,表示已洗涤完全。(2分)
(3)MgSO4+CO2+2NH3+H2O=MgCO3+(NH4)2SO4(2分)
(4)n (B2O3)=0.01mol(1分)
n (MgO)="0.02mol" (1分)
n (H2O) =" (1.68" g -0.7 g -0.8 g) /18 g·mol-1=" 0.01mol" (2分)
故其组成为:Mg2B2O5·H2O或2MgO·B2O3·H2O。(2分)
(说明:其它合理解法亦可,B、Mg物质的量各1分,氧、水的物质的量各1分,组成2分)
题目分析:(1)按照化学式中元素的顺序,依次写出氧化物的形式,注意元素的化合价和原子数目的关系;(2)检验沉淀洗涤是否完全的方法要注意取最好一次的洗涤液,加入试剂(选择检验杂质离子的最明显、灵敏的试剂),还要说明现象结论等内容;(4)该题的第(1)问已提出氧化物的形式,故该题的计算应计算镁、硅相应氧化物的量,再确定是否含有水。
n (B2O3)=0.01mol
n (MgO)="0.02mol"
n (H2O) =" (1.68" g -0.7 g -0.8 g) /18 g·mol-1=" 0.01mol"
故其组成为:Mg2B2O5·H2O或2MgO·B2O3·H2O。