专题十一 第三讲 主族金属——硼及其化合物（含解析）2026届高中化学大一轮复习讲义.docVIP

硼及其化合物

【核心知识梳理】

1．硼(B)的原子结构——5B

电子排布式

1s22s22p1

简化电子排布式

[He]2s22p1

原子结构示意图

电子排布图

(轨道表示式)

价层电子排布式

2s22p1

周期表中的位置

第二周期第ⅢA族

2．硼

硼单质有晶体硼和无定形硼两种，晶体硼相当稳定(惰性较大)，无定形和粉末状硼比较活泼

(1)与非金属反应

????无定形硼在室温下与F2反应得到BF3，加热(或高温)时也能与O2、Cl2、Br2、S和N2反应，分别得到BCl3、BBr3、

B2S3和BN(在1473K以上)，但不与H2作用

2B＋3F2===2BF34B＋3O22B2O3????2B＋N22BN

(2)与酸的反应：不与盐酸作用，能与热的浓硫酸或浓硝酸反应

2B＋3H2SO4(浓)2H3BO3＋3SO2↑B＋3HNO3(浓)H3BO3＋3NO2↑

(3)与强碱反应：无定形硼与NaOH有类似硅那样的反应；有强氧化剂存在时与强碱共熔可得偏硼酸盐

=1\*GB3①硼和NaOH溶液反应生成NaBO2(或Na[B(OH)4])和H2

2B＋2NaOH＋2H2O===2NaBO2＋3H2↑或2B＋2NaOH＋6H2O===2Na[B(OH)4]＋3H2↑

=2\*GB3②强氧化剂(KNO3)时：2B＋2NaOH＋3KNO32NaBO2＋3KNO2＋H2O

(4)与水蒸气反应：2B＋6H2O(g)2B(OH)3＋3H2

(5)高温下同金属反应生成金属硼化物

3．氧化硼(B2O3)

易溶于水，形成硼酸：B2O3＋3H2O===2H3BO3

遇热的水蒸气可生成易挥发的偏硼酸：B2O3＋H2O(g)===2HBO2(g)

4．硼酸(H3BO3)

(1)物理性质：白色片状晶体，微溶于水，在热水中溶解度明显增大。

(2)结构特点：电子式为，B最外层有6个电子，属于缺电子原子。硼酸溶于水时，水电离出的OH－中的O提供孤电子对与B提供的空轨道形成配位键，故硼酸的解离反应为H3BO3＋H2OH＋＋[B(OH)4]－，H3BO3为一元弱酸

(3)化学性质

=1\*GB3①与碱反应

a．在碱性较弱的条件下则得到四硼酸盐：4H3BO3＋2NaOH===Na2B4O7＋7H2O

b．碱过量时，Na2B4O7转化为偏硼酸钠(NaBO2)：Na2B4O7＋2NaOH===4NaBO2＋H2O

【微点拨】与碱反应而得不到单个BOeq\o\al(3－,3)离子的盐，但反过来，在任何一种硼酸盐的溶液中加酸时，总是得到硼酸，因为硼酸的溶解度较小，它容易从溶液中析出

=2\*GB3②H3BO3受热时会逐渐脱水，首先生成偏硼酸(HBO2)，继续升温可进一步脱水生成四硼酸(H2B4O7)，更高温度时则转变为硼酸的酸酐(B2O3)

5．乙硼烷(B2H6)

(1)乙硼烷B2H6受热容易分解，它的热分解产物很复杂，有B4H10、B5H9、B5H11和B10H14等，控制不同条件，可得到不同的主产物，如：2B2H6B4H10＋H2

(2)遇水立即发生水解：B2H6＋6H2O===2H3BO3↓＋6H2↑

(3)乙硼烷制取万能还原剂：B2H6＋2NaH===2NaBH4

6．硼氢化钠(NaBH4)

(1)结构特点：电子式为，结构式为

(2)NaBH4中的H为－1价，具有还原性，故其可用作醛类、酮类和酰氯类的还原剂

7．硼砂(Na2B4O7·10H2O)

(1)制备：将偏硼酸钠溶于水形成较浓溶液，然后通入CO2调节pH，浓缩结晶分离出硼砂

4NaBO2＋CO2＋10H2O===Na2B4O7·10H2O＋Na2CO3

(2)将硼砂溶于水，用硫酸溶液调节pH，可析出溶解度小的硼酸晶体

Na2B4O7＋H2SO4＋5H2O===4H3BO3↓＋Na2SO4

8．工业制取硼及其化合物的转化关系

(1)转化关系

(2)相应步骤涉及的反应

①硼镁矿与烧碱溶液反应生成可溶于水的偏硼酸钠(NaBO2)和Mg(OH)2：

2MgO·B2O3＋2NaOH＋H2O===2NaBO2＋2Mg(OH)2↓

向偏硼酸钠溶液中通入CO2使NaBO2转化成硼砂：4NaBO2＋CO2＋10H2O===Na2B4O5(OH)4·8H2O＋Na2CO3

②将硼砂与硫酸反应，得到硼酸：Na2B4O5(OH)4·8H2O＋H2SO4===4H3BO3＋Na2SO4＋5H2O

③硼酸加热分解得到氧化硼：2H3BO3B2O3＋3H2O

④用镁或铝还原B2O3制得硼：B2O3＋3Mg3MgO＋2B

⑤硼和NaOH溶液反应生成NaBO2(或Na[B(OH)4])和H2：

2B＋2NaOH＋2H2O===2NaBO2＋3H2