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| 杂化轨道理论题目答案及解析如下,仅供参考!
选修三
第二章 分子结构与性质
第二节 分子的立体结构
杂化轨道理论
硼氢化钠$\rm (NaBH_{4})$广泛用于化工生产,常温下能与水反应,易溶于异丙胺$\rm ($沸点为$\rm 33\;\rm ^\circ\rm C)$工业上可用硼镁矿$\rm ($主要成分为$\rm Mg_{2}B_{2}O_{5}·H_{2}O$,含少量杂质$\rm Fe_{3}O_{4})$制取$\rm NaBH_{4}$,其工艺流程如下:

回答下列问题:
$\text{BH}_{4}^{-}$的电子式为 ,$\text{BH}_{4}^{-}$的中心原子的杂化轨道类型是
;$\\rm sp^{3}$
$\rm BH_{4}^{-}$的电子式为
,$\rm BH_{4}^{-}$的中心原子的杂化轨道类型是$\rm sp^{3}$。
“碱溶”时 $\rm Mg_{2}B_{2}O_{5}$发生反应的离子方程式为 。
$\\rm M{{g}_{2}}{{\\text{B}}_{2}}{{\\text{O}}_{5}}+2O{{H}^{-}}+{{\\text{H}}_{2}}\\text{O}=2BO_{2}^{-}+2Mg{{\\left( OH \\right)}_{2}}$
"]]由流程图知,碱溶时,硼元素转化为$\rm NaB{{O}_{2}}$,发生反应的离子方程式为$\rm M{{g}_{2}}{{\text{B}}_{2}}{{\text{O}}_{5}}+2O{{H}^{-}}+{{\text{H}}_{2}}\text{O}=2BO_{2}^{-}+2Mg{{\left( OH \right)}_{2}}$。
“滤渣”的成分是 。
$\\rm F{{e}_{3}}{{\\text{O}}_{4}}$、$\\rm Mg{{\\left( OH \\right)}_{2}}$
"]]$\rm F{{e}_{3}}{{\text{O}}_{4}}$不溶于浓$\rm NaOH$溶液,以滤渣的形式析出,另外,碱溶时生成的$\rm Mg(OH)_{2}$也以滤渣的形式析出,所以,滤渣的成分为$\rm F{{e}_{3}}{{\text{O}}_{4}}$和$\rm Mg(OH)_{2}$。
“操作$\rm 1$”的名称为 ;流程中可循环利用的物质是 。
蒸发浓缩、冷却结晶;异丙胺
"]]操作$\rm 1$是将含$\rm NaBO_{2}$的溶液经蒸发浓缩、冷却结晶得到$\rm N{{a}_{2}}{{\text{B}}_{4}}{{\text{O}}_{7}}\cdot 10{{\text{H}}_{2}}\text{O}$,$\rm NaBH_{4}$易溶于异丙胺,且异丙胺的沸点较低,结合流程图知,蒸馏$\rm NaBH_{4}$的异丙胺溶液,蒸馏分离得到的异丙胺可重复利用。
“高温合成”步骤中反应的化学方程式为 。
$\\rm 16Na+8{{\\text{H}}_{2}}+7Si{{O}_{2}}+N{{a}_{2}}{{\\text{B}}_{4}}{{\\text{O}}_{7}}\\begin{array}{*{20}{c}}{\\underline{\\underline {高温}} }\\\\{}\\end{array} 4NaB{{H}_{4}}+7N{{a}_{2}}Si{{O}_{3}}$
"]]“高温合成”步骤中还原剂只有$\rm Na$,反应的化学方程式为$\rm 16Na+8{{\text{H}}_{2}}+7Si{{O}_{2}}+N{{a}_{2}}{{\text{B}}_{4}}{{\text{O}}_{7}}\begin{array}{*{20}{c}}{\underline{\underline {高温}} }\\{}\end{array} 4NaB{{H}_{4}}+7N{{a}_{2}}Si{{O}_{3}}$。
$\rm NaBH_{4}-H_{2}O_{2}$燃料电池有望成为低温环境下工作的便携式燃料电池,其工作原理如图所示。离子交换膜$\rm C$为 $\rm ($填“阴离子”“阳离子”或“质子”$\rm )$交换膜,电池工作过程中$\rm a$极区域溶液 $\rm pH$会 $\rm ($填“增大”“减小”或“不变”$\rm )$,$\rm b$极发生的电极反应方程式为 。

阳离子;减小;$\\rm {{\\text{H}}_{2}}{{\\text{O}}_{2}}+2{{\\text{e}}^{-}}=2O{{H}^{-}}$
"]]根据该电池工作原理,$\rm a$电极区域通入一定量的$\rm NaBH_{4}(aq)$和$\rm NaOH(aq)$,产生$\rm NaBO_{2}(aq)$,则该电极的电极方程式为$\rm \text{BH}_{4}^{-}+8O{{H}^{-}}-8{{\text{e}}^{-}}=BO_{2}^{-}+6{{\text{H}}_{2}}\text{O}$,反应消耗$\rm O{{H}^{-}}$,溶液$\rm pH$减小;$\rm b$电极区域通入$\rm H_{2}O_{2}(aq)$和$\rm NaOH(aq)$,产生$\rm NaOH(aq)$,则该电极的电极反应方程式为$\rm {{\text{H}}_{2}}{{\text{O}}_{2}}+2{{\text{e}}^{-}}=2O{{H}^{-}}$;根据$\rm a$、$\rm b$两极的电极反应可知,$\rm Na^{+}$由$\rm a$极向$\rm b$极移动,则离子交换膜$\rm C$为阳离子交换膜。
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