Question

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）   

Answer

（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）

【解析】

试题分析：（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。

考点：考查物质的制备中反应方程式的书写、实验操作、化学式的确定等有关问题。