Question

分子篩具有吸附能力強，熱穩(wěn)定性高等優(yōu)良性能，使得分子篩獲得廣泛應(yīng)用，某種型號分子篩的工業(yè)生產(chǎn)流程可表示如下：

在滴加氨水調(diào)節(jié)pH=9的過程中，若pH控制不當(dāng)，會有Al(OH)3生成，假設(shè)生產(chǎn)過程中鋁元素、硅元素均沒有損失，鈉原子利用率為10%。

（1）分子篩的直徑為4A(1A=10－10m)稱為4A型分子篩，當(dāng)Na+被Ca2+取代時就制得5A型分子篩，當(dāng)Na+被K+取代時就制得6A型分子篩。要高效分離正丁烷(分子直徑為4．65A)和異丁烷(分子直徑為5．6A)應(yīng)該選用_______型分子篩。

（2）Al2(SO4)3溶液與Na2SiO3溶液反應(yīng)生成膠體的離子方程式為________________________

（3）該生產(chǎn)流程中所得濾液里含有的離子除H+、OH－外，主要還有 等離子。檢驗其中金屬陽離子的操作方法是 ；

（4）加NH3?H2O調(diào)節(jié)pH后，加熱到90℃并趁熱過濾的原因可能是 。

（5）該生產(chǎn)流程中所得分子篩的化學(xué)式為 。（用氧化物形式表示）

 

Answer 1

（1）5A（2）2Al3++3SiO32-+6H2O=2Al(OH)3+3H2SiO3

（3）Na+,NH4+,SO42-;將鉑絲（或鐵絲）在酒精燈上加熱至無色，蘸取待測溶液放在酒精燈外焰上灼燒，若火焰呈黃色，則待測液中含有Na+;

（4）加熱能促使膠體凝聚，趁熱過濾可防止其它雜質(zhì)晶體析出。

（5）Na2O·Al2O3·10SiO2·6H2O

【解析】

試題分析：（1）由于正丁烷的分子直徑為4．65A，異丁烷的分子直徑為5．6A，所以應(yīng)該選擇5A型分子篩才可以將二者分離開。（2）Al2(SO4)3是強酸弱堿鹽， Na2SiO3是強堿弱酸鹽，二者在溶液反應(yīng)生成膠體的離子方程式為2Al3++3SiO32-+6H2O=2Al(OH)3+3H2SiO3。（3）根據(jù)質(zhì)量守恒定律，可知在該生產(chǎn)流程中所得濾液里含有的離子除H+、OH－外，主要還有Na+、NH4+、SO42-�？梢杂醚嫔�反應(yīng)來檢驗其中金屬陽離子Na+。具體操作方法是將鉑絲（或鐵絲）在酒精燈上加熱至無色，蘸取待測溶液放在酒精燈外焰上灼燒，若觀察到火焰呈黃色，則待測液中含有Na+。（4）加NH3?H2O調(diào)節(jié)pH后，加熱到90℃并趁熱過濾是因為加熱能促使膠體凝聚，趁熱過濾可防止其它雜質(zhì)晶體析出而導(dǎo)致膠體不純。（5）由于在生產(chǎn)過程中鋁元素、硅元素均沒有損失，鈉原子利用率為10%。n(Al)=(34．2g÷342g/mol)×2=0．2mol；n(Si)=122g÷122g/mol=1mol；n(Na)=2n(Si)=2mol。所以在膠體中的Al:0．2mol;Si:1mol;Na: 2mol×10%=0．2mol;由于在化合物中的正負(fù)化合價的代數(shù)和為0，所以2n(O)=0．2×3+1×4＋0．2×1．解得n(O)=2．4．所以n(Na): n(Al): n(Si): n(O)=0．2:0．2:1:2．4=1:1:5:12．由于分子篩的化學(xué)式為NaxAlySiZOn·mH2O。質(zhì)量為87．2g．{87．2g÷(382＋18m)g/mol}×1=0．2;解得m=3．因此該分子篩的化學(xué)式為NaAlSi5O12·3H2O．分子篩可以用不同的形式表示。在變化的過程中個元素的物質(zhì)的量的比不能發(fā)生變化。所以用氧化物的形式表示為Na2O·Al2O3·10SiO2·6H2O。

考點：考查混合物的分離方法、離子方程式的書寫、分子篩的化學(xué)式的確定及離子的鑒定的知識。