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>竞赛题中的明星元素——硼（解压后 须用kdh阅读器阅读）?2010/9/7 |
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教(学)案 |
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一、考查硼的过氧化物
题1.(2003年)在30℃以下，将过氧化氢加到硼
酸和氢氧化钠的混合溶液中，析出一种无色晶体X。
组成分析证实，该晶体的质量组成为Na14.90%，B
7.03%，H5.24%。加热X，得到无色晶体Y。Y含
Na23.O%，是一种温和的氧化剂，常温下在于燥空气
里稳定，但在潮湿热空气中分解放氧，广泛用作洗涤
剂、牙膏、织物漂白剂和美发产品，也用于有机合成。
结构分析证实x和Y的晶体中有同一种阴离子22一，
该离子中硼原子的化学环境相同，而氧原子却有两种
成键方式。
(1)写出X、Y的最简式，给出推理过程。
(2)用最恰当的视角画出22一离子的立体结构
(原子用元素符号表示，共价键用短线表示)。
解析:该题是一道定量与定性相结合的推断题。
通过晶体X中各元素的质量分数可以求得x的最简
式。通过分析钠的质量分数可以得出Y的最简式。
通过分析Y的用途及X、Y中硼、氧原子的原子环境，
可以画出阴离子22一的立体结构(见图1)。
NaBO3·4H20，则Y中Na
0.28不符合题意)。
文献标识码:C
的质量分数为23/81.8=
「Ho、}、、竹
120
IHo/
/尸~、
\O\了
0/。\，。Hl各B交oH]
图122一的立体结构
该题解答如下:(l)X的最简式:NaBH:07;Y的
最简式:NaBHZo、。
其推理过程是:
Na:B:H:O=(14.90/23.0):(7.03/10.8):
(5.24/1.008):(72.83/16.0)
=0.648:0.651:5.20:4.55=l:l:8:7。
X变成Y是脱水过程。X为NaBHZO4·3H20，则
Y中Na的质量百分数为23/99.8=0.23(-若X是
二、考查硼化合物在有机合成中的作用
题2.(2001年)去年报道，在一55℃令XeF4(A)
和C6F，BFZ(B)化合，得一离子化合物(C)，测得Xe
的质量分数为31%，阴离子为四氟硼酸根离子，阳离
子结构中有B的苯环。C是首例有机氛(IV)化合物，
一20℃以下稳定。C为强氟化剂和强氧化剂，如与碘
反应得到五氟化碘，放出氛，同时得到B。
(l)写出C的化学式，正负离子应分开写。
(2)根据什么结构特征把C归为有机氛化合物?
(3)写出C的合成反应方程式。
(4)写出C和碘的反应。
(5)画出五氟化碘分子的立体结构。
解析:通过计算该离子化合物中Xe的质量分数
(31%)可知，A和B生成离子化合物C是一个化合反
应，所以既然该离子化合物的阴离子为四氟硼酸根离
子(BF;一)，那么阳离子的元素组成及原子个数是
〔C6XeF:〕十，且阳离子中含有苯环结构，所以根据已
知条件可以得知该苯环结构应该是C6FS一，由此可
以得出该离子化合物的阳离子是:C6FSXeFZ十，其中
Xe是连接在苯环上的。这个结果也可以用已知条件
中的氛(IV)来验证。所以该题(l)一(4)问的答案
是:(l)C6FSXeF:十BF4一;(2)分子中有C一Xe键;
(3)Xe凡+C6FSBF:=C6FSXeFZ十B凡一(4)
SC6FSXeFZ十+SBF4一+212=4IFS+SXe+SC6FSBFZ。
第(5)问可以应用价层电子对互斥理论(即
VSEPR理论)来推断五氟化碘分子的立体结构，具体
方法是:①确定中心原子I的价层电子对数。中心原
子I提供7个价电子，配体F分别提供1个电子，所以
中心原子I的价层电子对数为:(7+1xs)/2=6。②
确定五氟化碘分子的立体结构:因为中心原子I有6
对价层电子，而价层电子之间存在相互排斥作用，所
以有6对价层电子的中心原子I采
用八面体的模型，但因为配体是5
个，所以还多余1对孤对电子，因此
五氟化碘分子的立体结构如图2所
示是四方锥体。
三、考查含有“硼”的缺电子性
图21凡分子结构
题3.(2001年)最近有人用一种称为“超酸”的化
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