2022屆高三大一輪復習工藝流程題專題周練_26含硼物質制備工業流程題一、單選題（本大題共9小題，共27分）以硼鎂礦(含Mg2B2O5·H2已知：①“濾渣1”的主要成分為SiO2、Fe②H3下列說法不正確的是(

)A.在“過濾2”前，將溶液pH調節至3.5的目的是生成H3BO3，促進其析出

B.“沉鎂”2M

C.母液中溶質主要為(NH4)富硼渣中含有鎂硼酸鹽(2MgO·B2O3)、鎂硅酸鹽(2MgO·SiO2)及少量Al2O3、A.上述流程中加快反應速率的措施至少有2種

B.在高壓釜中，先降溫結晶，得到硼酸晶體，后升溫結晶，得到硫酸鎂晶體

C.加入MgO后過濾，所得濾渣中主要是Al(OH)3、Fe(OH)3

D.富硼渣中含有鎂硼酸鹽(2MgO·B2O3)、鎂硅酸鹽(2MgO·SiO2為了獲得晶體，會先濃縮溶液接近飽和，然后將濃縮液放入高壓釜中，控制溫度進行結晶(硫酸鎂與硼酸溶解度隨溫度的變化如圖)。下列說法錯誤的是(

)A.該工藝流程中加快反應速率的措施有2種

B.在高壓釜中，先降溫結晶得到硼酸晶體，再蒸發結晶得到硫酸鎂晶體

C.“酸浸”中鎂硼酸鹽發生反應2MgO·B2O3+2H2SO4+H硼酸(H3BO3)大量應用于玻璃工業。以硼鎂礦(主要成分為Mg2B2O5·H2O已知：H2BO3是弱酸，在20?℃、40?℃、60?℃、100?℃時水中溶解度依次為5.0?g、8.7?g、14.8?g、40.2?g。Fe3+、A13+、Fe2+和MgA.浸出過程Mg2B2O5·H2O與硫酸反應的離子方程式為：Mg2B2O5?H2硼及其化合物在工業上有許多用途。以鐵硼礦(主要成分為Mg2B2O5·H2O和Fe3O4，還有少量

下列說法錯誤的是

(

)A.減小鐵硼礦粉粒徑可提高浸出速率

B.“酸浸”前，可用磁鐵把Fe3O4分離出

C.濾渣中只有一種成分

D.硼酸(H3BO3)是一種重要的化工原料。工業上采用以硼鎂礦(含Mg下列敘述錯誤的是(????)A.“溶浸”中產生的氣體是氨氣

B.“濾渣1”是SiO2

C.“過濾2”前，將溶液pH調節至3.5，目的是轉化為硼酸沉淀

D.“沉鎂”中得到的母液經加熱后可返回“溶浸硼泥主要由MgO和SiO2組成，含有少量Fe2O3、FeO、A氫氧化物開始沉淀時的pH完全沉淀時的pHMg(OH9.310.8Fe(OH7.69.6Fe(OH2.73.7Al(OH3.74.7A.反應①中H2O2主要用于還原劑

B.濾渣1和濾渣2都不能溶于NaOH溶液

C.反應③發生主要反應的離子方程式：H++O以硼鎂泥(主要成分是MgO，還含有Na2B4O7、CaO、Fe已知CaSO下列說法錯誤的是：(

)A.Na2B4O7中B的化合價為+3

B.“操作A”為蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾

C.加入MgO的目的是：調節溶液的pH值，使Fe3+硼酸(H3BO3)是一種重要的化工原料，廣泛應用于玻璃、醫藥、肥料等工藝。一種以硼鎂礦(含Mg下列說法不正確的是(

)A.“溶浸”硼鎂礦粉過程中產生的氣體經“吸收”轉變為(NH4)2CO3

B.“濾渣1”的主要成分有SiO2、Fe2O3、Al2O3

C.在“過濾二、流程題（本大題共8小題，共63分）硼及其化合物在工業上有許多用途。以鐵硼礦(主要成分為Mg2B2O5?H2O和Fe3O4，還有少量回答下列問題：(1)寫出Mg2B2O5?H(2)利用Fe3O4的磁性，可將其從“浸渣”中分離，“浸渣”中還剩余的物質是_________(3)“凈化除雜”需先加H2O2溶液，作用是________，然后在調節溶液的pH約為5硼氫化鈉(NaBH4，硼為+3價)在有機化學和無機化學領域有著廣泛的應用。利用硼精礦(主要成分為B2O3，含有少量Al2O3、SiO2、已知：偏硼酸鈉(NaBO回答下列問題：(1)加快硼精礦溶解的措施有________________(答出一條即可)。(2)操作2是將濾液蒸發、結晶、過濾、洗滌，其中洗滌選用的試劑是________________。(3)MgH2與NaBO2在一定條件下發生反應1，理論上MgH2與NaBO2的物質的量之比為________________(4)某研究小組將NaBO2、SiO2和Na的固體混合物與氫氣在500?℃和4×10(5)通過以下實驗測定硼氫化鈉樣品的純度。①準確稱取干燥硼氫化鈉樣品0.50?g，用NaOH溶液溶解后配制成100?mL溶液：②取10.00?mL樣品液于錐形瓶中，加入25.00?mL?0.10?mol?L-1KIO③加入足量稀硫酸酸化，溶液成深藍色(KIO④用0.50?mol?L-1Na2S2硼酸可以改善玻璃制品的耐熱、透明性能，提高機械強度，以硼鎂礦(2MgO·B2O3·H2O、SiO2及少量CaC已知：表一：不同溫度下H3溫度(℃)204060100溶解度(g)5.08.714.840.2表二：不同物質沉淀完全時的pH物質Fe(OHAl(OHFe(OHMg(OHpH3.25.29.712.4請回答下列問題：(1)寫出除雜時MgO發生反應的離子方程式___________________________。(2)“浸出液”顯酸性，除雜時H2O2的作用是(用離子方程式表示)______________________，MgO(3)“浸取”后，采用“熱過濾”的目的為__________________________。(4)“母液”中的主要溶質是____(填化學式)。(5)已知H3BO3與過量的NaOH溶液反應生成Na[B(OH)4]，則硼酸在水溶液中的電離方程式為_________；25℃時，H3BO富硼渣中含有鎂硼酸鹽(2MgO·B2O3)、鎂硅酸鹽(2MgO·SiO2已知：生成氫氧化物沉淀的pH(金屬離子的起始濃度為0.1mol/L)Fe(OHAl(OHFe(OHMg(OH開始沉淀時1.93.47.09.1完全沉淀時3.24.79.011.1(1)上述流程的操作中能加快反應速率的措施有_____________、_____________。(2)①酸浸時鎂硼酸(2MgO·B2②已知硼酸與過量NaOH溶液發生的中和反應為：H3下列關于硼酸的說法正確的是_______(填序號)。a.硼酸是一元酸b.向NaHCOc.硼酸的電離方程式可表示為：H(3)除去浸出液中的雜質離子：用MgO調節溶液的pH至_______以上，使雜質離子轉化為_______(填化學式)沉淀，過濾。(4)獲取晶體：(ⅰ)濃縮濾液，使MgSO4和(ⅱ)控制溫度使兩種晶體分別從溶液中結晶。結合下圖溶解度曲線，簡述ⅱ的方法：將濃縮液加入到高壓釜中，________(將方法補充完整)。

注：溫度較高時，硼酸會隨水蒸氣揮發偏硼酸鋰(LiBO2)是一種熔融制樣的助熔劑。一種以硼鎂礦(含Mg2B2O已知H3B回答下列問題：(1)下列最適宜用來吸收氣體X的試劑是________(填標號)。A.水

B.濃鹽酸

C.NaOH溶液

D.H(2)濾渣的主要成分除Fe2O3以外，還有________(3)在“操作2”前，將溶液pH調節至3.5，目的是________________________________。(4)寫出在加熱條件下，H3BO3與LiOH固體反應制備(5)“母液”可用于制備氫氧化鎂。已知25?℃時，Ksp[Mg(OH)pH<8.08.0>9.6顏色黃色綠色藍色在Mg(OH)2飽和溶液中滴加2滴百里酚藍指示劑，溶液的顏色為(6)硼氫化鈉(NaBH4)是應用廣泛、性能較好的還原劑。在堿性條件下，電解NaB我國鹽湖中鋰資源豐富，鹵水鋰的儲量居世界第三位，鋰具有巨大的經濟價值。萃取法從鹽湖老鹵中提鋰的一種工藝流程如圖所示。已知：調節溶液pH可使Mg回答下列問題：(1)根據如圖及下表信息，工藝流程中第二次除鎂的目的是________________。

除鎂百分比(0102030405060708090硼(B)含量(mg·92.8365.1447.6035.7130.0822.5716.9315.6813.189.84(2)磷酸三丁酯磺化煤油體系對鋰的萃取率(E％)F油水相比(O/A)605040303.00.577.6l75.6667.4465.443.00.880.4379.5178.1871.843.01.083.7780.4478.5975.31萃取鋰時最佳的油水相比為________，磷酸三丁酯的含量為________。萃取時需要控制水相的酸度，其目的是________________。(3)若使用10.0?mL?60％?TBP萃取50.0?mL水溶液中的Li+，實驗測得萃取達到平衡時，樣品在水和萃取劑中的總濃度(mol·L-(4)“洗酸”過程中能夠將HFeCl4·2TBP轉化為FeCl3·2TBP(5)沉鋰后通過________等操作可獲得純凈的Li已知：硼鎂礦主要成分為Mg2B2O5?H2O，硼砂的化學式為Na2B4O7?10H2O.利用硼鎂礦制取金屬鎂及粗硼的工藝流程為：

回答下列有關問題：

(1)硼砂中B的化合價為______，將硼砂溶于熱水后，常用稀H2SO4調pH=2～3制取H3BO3，該反應的離子方程式為______．

(2)MgCl2?7H2O需要在HCl氛圍中加熱，其目的是______.

(3)鎂-H2O2酸性燃料電池的反應原理為

Mg+H2O2+2H+=Mg氮化硼(BN)廣泛應用于制造合金、耐高溫材料和半導體。科研小組以富硼廢料(主要成分為NaBO2和Fe3O4，還含有少量FeO、A已知：硼酸溶于水和乙醇，在水中的溶解度如下溫度(℃)020406080100溶解度(g/100?g水)2.774.788.9014.8923.5439.60回答下列問題：(1)“酸溶”時需控制適當溫度，溫度不能過高的原因為________________________________；除控制適當溫度外，可加快“酸溶”速率的措施還有________________(答出一點即可)。(2)“凈化”時第一步反應的化學方程式為________________；第二步調pH=5的目的為________________；濾液2中c(Al3+)=________。(3)“系列操作”中，洗滌結晶出來的硼酸的操作為________________________________。(4)“高溫熔融”過程中生成的氣體為兩種氫化物，則主要反應的化學方程式為________________；生成的氣體用水吸收后可返回________工序循環利用。

答案和解析1.【答案】D

【解析】【分析】

本題以工藝流程為載體考查物質的分離提純、制備，涉及離子方程式的書寫、儀器的使用等，是常考內容。

【解答】

A.過濾1之后，雜元素B還存在，根據H3BO3解離常數可知調節pH是為了H3BO3沉淀除去B元素，故A正確；

B.根據離子方程式的書寫規則寫出離子方程式為2Mg2++2CO32-+H2O=Mg2.【答案】B

【解析】【分析】

本題主要是以工藝流程為載體，考查物質的分離提純以及化學方程式的書寫，是常考題型，難度一般。

【解答】

A.為了加快浸出速率可通過升溫、攪拌、加大酸的濃度等方法，故A正確；

B.

應該是先升溫結晶得到硫酸鎂，后降溫結晶得到硼酸，故B錯誤；

C.

加入MgO主要是調節pH沉淀鐵離子和鋁離子，過濾后濾渣中是Al(OH)3、Fe(OH)3，故C正確；

D.

酸浸時發生的反應是2MgO·SiO2+2H2SO3.【答案】B

【解析】【分析】

本題考查無機工藝流程分析，為高頻考點，把握物質的性質、發生的反應、制備原理為解答的關鍵，側重分析與實驗能力的考查，注意元素化合物知識的應用，題目難度不大。

【解答】

根據工藝流程分析，將富硼渣研磨后得到富硼渣粉后用熱的H2SO4溶液酸浸，發生反應2MgO·B2O3+2H2SO4+H2O2MgSO4+2H3BO3、Al2A.根據分析可知，該工藝流程中加快反應速率的措施有研磨(增大反應物的接觸面積)、加熱2種措施，A選項正確；B.根據硫酸鎂與硼酸溶解度隨溫度的變化圖可知，大約80℃之前硫酸鎂和硼酸的溶解度隨溫度的升高而升高，因此先降溫結晶會同時得到硫酸鎂和硼酸的晶體，正確的操作應為濃縮后，升溫控制溫度在200℃以上結晶，趁熱過濾得到硫酸鎂晶體，再降溫結晶，得到硼酸晶體，B選項錯誤；C.由上述分析可知，“酸浸”時鎂硼酸鹽發生的反應為2MgO·B2O3+2D.加入MgO調節pH可得到Al(OH)3和Fe(OH)3的沉淀，即過濾后的濾渣主要為Al(OH)3?和Fe(OH)4.【答案】C

【解析】【分析】

本題考查無機工藝流程制備，主要以B元素為背景作為考查點，明確流程中操作的內容、目的和相關的化學反應是解題的關鍵，題目整體難度中等，考查綜合分析問題的能力。

【解答】

A．Mg2B2O5?H2O與硫酸反應生成MgSO4和H3BO3，反應方程式為：Mg2B2O5?H2O+2H2SO4=2MgSO4+2H3BO5.【答案】C

【解析】【分析】

本題以制備硼酸(H3BO3)為載體考查無機工藝流程，較為綜合。理解流程為解答關鍵，注意雜質的除去方法。

【解答】

A.減小鐵硼礦粉粒徑，可增大接觸面積，提高浸出速率，故A正確；

B.Fe3O4有磁性，可用磁鐵把Fe3O4分離出，故B正確；

C.根據流程圖可知，加硫酸酸浸后，SiO2不溶，同時產生微溶物CaSO4，凈化除雜時，需要除去的陽離子有Fe2+、6.【答案】B

【解析】【試題解析】

【分析】

本題考查以硼鎂礦(含Mg2B2O5?H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3)為原料生產硼酸和輕質氧化鎂的工藝流程分析，涉及物質的性質、鹽類水解的應用等，考查學生分析、歸納、整合信息的能力，難度中等。

【解答】

A.用(NH4)2SO4溶浸硼鎂礦粉，利用了NH4+水解溶液顯酸性，溶浸過程中促進NH4+水解，所以“溶浸”中產生的氣體是氨氣，故A正確；

B.用(NH4)2SO4溶浸硼鎂礦粉，但是Fe2O37.【答案】D

【解析】解：A.由上述分析可知，①中發生H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O，H2O2作氧化劑，故A錯誤；

B.濾渣1中二氧化硅、濾渣2中Al(OH)3都能溶于NaOH溶液，故B錯誤；

C.反應③調節pH=12，使鎂離子轉化為沉淀，發生Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓，故C錯誤；

D.濾渣2含Fe(OH)3，加熱得到氧化鐵，則可以制備涂料鐵紅，故D正確；

故選：D。

硼泥主要由MgO和SiO2組成，含有少量Fe2O3、FeO、Al8.【答案】B

【解析】【分析】

本題考查物質制備工藝流程，涉及物質的分離與提純、對原理與條件控制分析、鹽類水解等，關鍵是對工藝流程理解，試題培養了學生的分析、理解能力及靈活應用所學知識的能力，題目難度中等．

【解答】

A.?Na2B4O7?中，鈉的化合價+1價，氧元素化合價-2價，元素化合價代數和為0計算得到B的化合價為+3價，故A正確；

B.操作“A”是將MgSO4和CaSO4混合溶液中的CaSO4除去，根據溶解性的數據分析，隨著溫度的升高，CaSO4的溶解度降低，因此可考慮操作A中對溶液蒸發濃縮，可以析出大量的CaSO4固體，在溫度高時，進行趁熱過濾可以達到分離的目的，故“操作A”為：蒸發濃縮，趁熱過濾，故B錯誤；

C.加入MgO，使溶液中Fe3+產生Fe(OH)3沉淀，除去9.【答案】C

【解析】【分析】

本題考查物質分離提純及制備，為高考常見題型，側重考查學生的分析能力和實驗能力，明確元素化合物性質及其性質差異性、流程圖中發生的反應是解本題關鍵，注意從整體上分析判斷各物質成分，題目難度中等。

【解答】

硼鎂礦(含Mg2B2O5?H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3)加入硫酸銨溶液，得到氣體，根據硼鎂礦和硫酸銨化學式知，得到的氣體為NH3，用NH4HCO3吸收NH3，發生反應NH3+NH4HCO3=(NH4)2CO3，根據過濾2及沉鎂成分知，過濾1中得到的濾渣為難溶性的SiO2、Fe2O3、Al2O3，調節溶液pH=3.5時得到H3BO3，濾液中含有MgSO4，沉鎂過程發生的反應為2Mg2++3CO32-+2H10.【答案】(1)Mg(2)SiO2(3)將亞鐵離子氧化為鐵離子；使鐵離子、鋁離子形成氫氧化物沉淀而除去【解析】【分析】本題考查無機工藝流程制備，主要以B元素為背景作為考查點，明確流程中操作的內容、目的和相關的化學反應是解題的關鍵，題目整體難度中等，考查綜合分析問題的能力。【解答】

以鐵硼礦(主要成分為Mg2B2O5?H2O和Fe3O4，還有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2(1)Mg2B2O5?H2O與硫酸反應的化學方程式Mg2B2O5?H2O+2H2SO4=2H3BO3+2MgSO4，為提高浸出速率，除適當增加硫酸濃度濃度外，還可采取的措施有提高反應溫度或減小鐵硼礦粉粒徑等；

故答案為：Mg2B211.【答案】(1)礦石粉碎，加熱，適當提高NaOH溶液濃度，攪拌等(2)醇(合理即可)(3)2：1；耐火材料(4)NaBH4(5)85.5%【解析】【分析】

本題考查了無機工藝流程以及氧化還原滴定的相關計算，熟悉流程中的每個環節發生的變化以及相關實驗原理、計算方法即可解題。

【解答】

由流程知，硼精礦經氫氧化鈉溶液溶解、過濾，得到的濾液含偏硼酸鈉、偏鋁酸鈉、硅酸鈉和氯化鈉和氫氧化鐵，加入生石灰，除硅鋁，過濾后，得到主要含偏硼酸鈉的濾液，故將濾液蒸發、結晶、過濾，由于偏硼酸鈉(NaBO2)易溶于水，不溶于醇，故用醇洗滌，得到干燥的偏硼酸鈉晶體，所得晶體與MgH2發生反應：2MgH2+NaBO2=NaBH4+2MgO，即制得硼氫化鈉，要測定所得產品的純度，則結合滴定實驗的數據計算即可。

(1)加快硼精礦溶解速率的措施有：將硼精礦粉碎、攪拌、適當增大NaOH溶液濃度、加熱等；

(2)MgH2可與水反應，因此MgH2與偏硼酸鈉反應必須在干燥環境中進行，則操作2是從濾液中獲取干燥的偏硼酸鈉晶體，故需將濾液蒸發、結晶、過濾、洗滌，已知偏硼酸鈉(NaBO2)易溶于水，不溶于醇，故可選擇醇作洗滌劑，減少偏硼酸鈉的溶解損耗，且醇易揮發；

(3)MgH2與NaBO2在一定條件下發生反應1，化學方程式為：2MgH2+NaBO2=NaBH4+2MgO，理論上MgH2與NaBO2的物質的量之比為2:1；反應1得到的副產物為氧化鎂，熔點高達2800°C，故可用于耐火材料；12.【答案】(1)MgO+2H+=Mg2++H2O；

(2)H2O2+2【解析】【分析】

本題考查物質制備，為高頻考點，涉及化學工藝流程分析、物質分離提純等知識點，明確流程圖中發生的反應是解本題關鍵。

【解答】

(1)除雜時MgO溶于硫酸生成硫酸鎂和水，發生反應的離子方程式為MgO+2H+=Mg2++H2O，故答案為：MgO+2H+=Mg2++H2O；

(2)Fe3O4溶于硫酸生成硫酸亞鐵和硫酸鐵，加入H2O2將二價鐵離子氧化為三價鐵離子，離子方程式為H2O2+2H++2Fe2+=2Fe3++2H2O；除雜時加入MgO調節溶液的pH，使Fe3+、Al3+完全沉淀，除去的雜質離子為Fe3+、Al3+，故答案為：H2O2+2H++2Fe2+13.【答案】(1)研磨、加熱

(2)①2MgO·B2O3+2H2SO4+H2O=2H3BO【解析】【分析】

本題考查無機工藝流程，涉及化學方程式的書寫等，難度一般，解題的關鍵是對基礎知識的掌握，要求學生有一定的知識遷移能力。

【解答】

(1)根據圖示可知，研磨可增大接觸面積，能加快反應速率，酸浸中的加熱也可以加快反應速率，所以上述流程中能加快反應速率的措施有研磨，加熱；

(2)①酸浸時部分反應為：2MgO·B2O3+2H2SO4+H2O=2H3BO3+2MgSO4；

②

a.根據硼酸與過量NaOH溶液發生的中和反應為：H3BO3+OH-=B(OH)4-，可知硼酸和氫氧化鈉按物質的量1：1反應，所以硼酸是一元酸；故a正確；

b.非金屬性C>B，所以碳酸的酸性大于硼酸，向NaHCO3固體中滴加飽和硼酸溶液，無氣泡產生，故b錯誤；

c.硼酸是一元酸，電離方程式可表示為：H3BO3+H214.【答案】(1)D(2)SiO2(3)使[B(OH)4]-轉化為(4)H3(5)藍色【解析】【分析】

本題考查無機工業流程，結合流程理清每步的變化，掌握所考物質的性質是解題關鍵，側重考查學生基礎知識的掌握以及靈活運用能力，難度中等。

【解答】

(1)根據流程圖可知X是氨氣，由于氨水和濃鹽酸易揮發，因此用硫酸溶液吸收氨氣，故選D；(2)由于氧化鐵、氧化鋁和二氧化硅不溶于硫酸銨溶液中，則濾渣的主要成分除Fe2O3以外，還有(3)滴加H2SO4溶液調節(4)根據原子守恒可知在加熱條件下，H3BO3與LiOH固體反應制備LiBO(5)25℃時，Mg(OH)2的溶度積Ksp=3.2×10-11，根據平衡Mg(OH)2(s)?Mg2++2OH-(6)堿性條件下，電解NaBO2溶液可制得硼氫化鈉，陰極發生得到電子的還原反應，則陰極電極反應式為15.【答案】(1)提高產品Li2CO3的純度(其他合理說法也可，如溶液中殘留的Mg2+能與(2)1.0

60％

抑制Fe3+水解(3)(4)LiFeC(5)過濾、洗滌、干燥【解析】【分析】

本題是物質制備工藝流程題目，涉及物質分離提純實驗操作、對操作與原理的分析評價、陌生方程式書寫等，是對學生綜合能力的考查，關鍵是對工藝流程的理解，試題難度較大。

【解答】(1)根據化工生產目的，可以得出除鎂硼時，溶液中還含有較多的鎂離子，殘留的Mg2+能與CO32-形成微溶的(2)控制變量分析表格中的數據，油水相比一定時，60%TBP中ELi％最高；60%TBP中，油水相比為1.0時ELi％最高，萃取液中的(3)設50mL樣品中含有x?mol溶質，萃取后水中含有amol溶質，則萃取劑中含有(x-a)mol溶質，根據題意，可以得出a50:x-a10=1:65