Question

（10分）分子篩是一種具有立方晶格的硅鋁酸鹽化合物。分子篩具有均勻的微孔結構，它的孔穴直徑大小均勻，這些孔穴能把比其直徑小的分子吸附到孔腔的內(nèi)部，并對極性分子和不飽和分子具有優(yōu)先吸附能力，因而能把極性程度不同，飽和程度不同，分子大小不同及沸點不同的分子分離開來，即具有“篩分”分子的作用，故稱分子篩。由于分子篩具有吸附能力高，熱穩(wěn)定性強等其它吸附劑所沒有的優(yōu)點，使得分子篩獲得廣泛的應用。某種型號的分子篩的工業(yè)生產(chǎn)流程可簡單表示如下：

在加NH3? H2O調(diào)節(jié)pH的過程中，若pH控制不當會有Al(OH)3生成，假設生產(chǎn)流程中鋁元素和硅元素均沒有損耗,鈉原子的利用率為10℅。

（1）分子篩的孔道直徑為稱為4A型分子篩，當Na+被Ca2+取代時就制得5型分子篩，當Na+被K+取代時就制得3型分子篩。要高效分離正丁烷(分子直徑為4.65)和異丁烷(分子直徑為5.6)應該選用 型分子篩

（2）Al2(SO4)3溶液與Na2SiO3溶液反應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，主要為 。

（4）該生產(chǎn)流程中所得分子篩的化學式為 。

（5）加NH3·H2O調(diào)節(jié)pH后，加熱到900C并趁熱過濾的原因可能是 .

 

Answer 1

（1）5 ；（2）2Al3+ + 3SiO32- + 6H2O = Al(OH)3 + 3H2SiO3 （3）Na+ 、NH4+ 、SO42-;

（4）Na(AlSi5O12 )·3H2O （5）加熱能促進膠體凝聚，趁熱過濾可防止其它雜質(zhì)結晶析出。

【解析】

試題分析：（1）要高效分離正丁烷(分子直徑為4.65)和異丁烷(分子直徑為5.6)應該選用直徑在4.65～5.6之間的5型分子篩；（2）Al2(SO4)3溶液與Na2SiO3溶液發(fā)生雙水解反應生成膠體的離子方程式為2Al3+ + 3SiO32-+ 6H2O = Al(OH)3 + 3H2SiO3 ；（3）該生產(chǎn)流程中所得濾液里含有的離子除H+、OH-外，主要為Na+ 、NH4+ 、SO42-;（4）n(Al)=（34.2g÷342g/mol）×2=0.2mol；n(Si)=122g÷122g/mol=1mol,n(Na)=2 n(Si) ×10℅=0.2mol；n(Na): n(Al)：n(Si) =0.2:0.2:1: =1:1:5根據(jù)化合物中正負化合價的代數(shù)和為0，可確定其中含有O原子個數(shù)是：（1×1＋1×3＋5×4）÷2=12.在化學式Na(AlSi5O12 )的式量是382，由于含有Na+是0.2mol，所以Na(AlSi5O12 )的質(zhì)量是0.2mol ×382g/mol=76.4g，而分子篩質(zhì)量是87.2g,所以含有水的質(zhì)量是87.2g －76.4g =10.8g,n(H2O)=10.8g÷18g/mol=0.6mol，所以每一摩爾的分子篩中含有水的物質(zhì)的量是：0.6mol ÷0.2=3，故該分子篩化學式是Na(AlSi5O12 )·3H2O ；（5）加NH3·H2O調(diào)節(jié)pH后，加熱到900C并趁熱過濾的原因是加熱能促進膠體凝聚，趁熱過濾可防止其它雜質(zhì)結晶析出。

考點：考查物質(zhì)的選擇、離子方程式的書寫、守恒法在物質(zhì)化學式的確定的知識。