题目内容
（2011?漳州一模）纳米氧化镁具有特殊的热、光、电、力学和化学等性能，有广泛的应用前景．如图是利用海水制备纳米氧化镁的流程图．
回答下列问题：
（1）操作I后得到的母液中镁离子浓度为1.8×10-3 mol?L-1，要使镁离子产生沉淀，溶液的pH最低应为
（2）利用MgCl2?6H2O制备无水氯化镁，需在干燥的
（3）反应I中CO（NH2）2与H2O反应生成CO2和NH3?H2O，还发生另一主要化学反应的离子方程式为
（4）某科研小组研究反应I在温度为378K～398K时的反应时间、反应物配比等因素对制备纳米氧化镁产率的影响．请完成以下实验设计表（表中不要留空格）：
（5）如图为反应I的温度对纳米MgO产率（曲线a）和粒径（曲线b）的影响，请你归纳出温度对纳米MgO的制备有何影响的结论（至少写出一条）：
回答下列问题：
（1）操作I后得到的母液中镁离子浓度为1.8×10-3 mol?L-1，要使镁离子产生沉淀，溶液的pH最低应为
10
10
．（已知：Ksp[MgCO3]=6.8×10-6，Ksp[Mg（OH）2]=1.8×10-11）（2）利用MgCl2?6H2O制备无水氯化镁，需在干燥的
HCl
HCl
气流中加热，原因是MgCl2?6H2O在受热时易发生水解，为抑制其水解，在加热时应不断通入HCl气体
MgCl2?6H2O在受热时易发生水解，为抑制其水解，在加热时应不断通入HCl气体
．（3）反应I中CO（NH2）2与H2O反应生成CO2和NH3?H2O，还发生另一主要化学反应的离子方程式为
Mg2++2NH3?H2O=Mg（OH）2↓+2NH4+
Mg2++2NH3?H2O=Mg（OH）2↓+2NH4+
．（4）某科研小组研究反应I在温度为378K～398K时的反应时间、反应物配比等因素对制备纳米氧化镁产率的影响．请完成以下实验设计表（表中不要留空格）：
| 实验 编号 |
T/K | 反应 时间/h |
反应物的物质的量配比 n[CO（NH2）2]：n[MgCl2?6H2O] |
实验目的 |
| ① | 378 | 3 | 3：1 | （Ⅰ）实验①和③探究 反应物的物质的量配比对产率的影响 反应物的物质的量配比对产率的影响 删除此空 删除此空 ；（Ⅱ）实验②和④探究 温度对产率的影响 温度对产率的影响 ；（Ⅲ）实验②和 ③ ③ 探究反应时间对产率的影响． |
| ② | 378 | 4 | 4：1 | |
| ③ | 378 | 3 | ||
| ④ | 398 | 4 | 4：1 |
在378K～398K，纳米MgO的粒径大小无明显变化
在378K～398K，纳米MgO的粒径大小无明显变化
在383K较低温度下有利于形成较小的颗粒
在383K较低温度下有利于形成较小的颗粒
产率随温度的升高而增大
产率随温度的升高而增大
．分析：（1）结合Ksp[Mg（OH）2]=c（Mg2+）?c2（OH-）=1.8×10-11计算c（OH-），再利用Kw=c（H+）?c2（OH-）计算c（H+），最后根据pH=-lgc（H+）计算．
（2）MgCl2?6H2O在受热时易发生水解，需要抑制其水解．
（3）由工艺流程转化关系可知，反应I中的目的是制备Mg（OH）2，所以反应I中还发生Mg2+与氨水反应生成Mg （OH）2与NH4+．
（4）实验根据控制变量法进行对比试验，研究温度、反应时间、反应物配比对氧化镁产率，分析对比实验的变量不同进行解答．
（5）由图表中数据可知，在378K～398K，纳米MgO的粒径大小无明显变化，在383K较低温度下有利于形成较小的颗粒，纳米MgO产率产率随温度的升高而增大．
（2）MgCl2?6H2O在受热时易发生水解，需要抑制其水解．
（3）由工艺流程转化关系可知，反应I中的目的是制备Mg（OH）2，所以反应I中还发生Mg2+与氨水反应生成Mg （OH）2与NH4+．
（4）实验根据控制变量法进行对比试验，研究温度、反应时间、反应物配比对氧化镁产率，分析对比实验的变量不同进行解答．
（5）由图表中数据可知，在378K～398K，纳米MgO的粒径大小无明显变化，在383K较低温度下有利于形成较小的颗粒，纳米MgO产率产率随温度的升高而增大．
解答：解：（1）由于Ksp[Mg（OH）2]=c（Mg2+）?c2（OH-）=1.8×10-11，当溶液中c（Mg2+）=10-3mol?L-1，开始沉淀需要OH-浓度为c（OH-）=
=10-4 mol?L-1，所以c（H+）=
=10-10mol?L-1，pH=-lgc（H+）=-log10-10=10．
故答案为；10．
（2）MgCl2?6H2O在受热时易发生水解MgCl2+2H2O?Mg（OH）2+2HCl，应在加热时应不断通入HCl气体，抑制其水解．
故答案为：HCl；MgCl2?6H2O在受热时易发生水解，为抑制其水解，在加热时应不断通入HCl气体．
（3）由工艺流程转化关系可知，反应I中的目的是制备Mg（OH）2，所以反应I中还发生Mg2+与氨水反应生成Mg （OH）2与NH4+，反应离子方程式为Mg2++2NH3?H2O=Mg （OH）2↓+2NH4+．
故答案为：Mg2++2NH3?H2O=Mg （OH）2↓+2NH4+．
（4）实验根据控制变量法进行对比试验，研究温度、反应时间、反应物配比对氧化镁产率影响．
（Ⅰ）实验①和③，温度相同，反应时间相同，应研究反应物配比对氧化镁产率的影响，③中反应物配比应为4：1；
（Ⅱ）实验②和④，反应时间相同，反应物配比相同，温度不同，应是探究温度对产率的影响；
（Ⅲ）③中反应物配比应为4：1，实验②和③，温度相同、反应物配比相同，反应时间不同，探究反应时间对产率的影响．
故答案为：
（5）由图表中数据可知，在378K～398K，纳米MgO的粒径大小无明显变化，在383K较低温度下有利于形成较小的颗粒，纳米MgO产率产率随温度的升高而增大．
故答案为：在378K～398K，纳米MgO的粒径大小无明显变化，在383K较低温度下有利于形成较小的颗粒，纳米MgO产率产率随温度的升高而增大．
|
| 10-14 |
| 10-4 |
故答案为；10．
（2）MgCl2?6H2O在受热时易发生水解MgCl2+2H2O?Mg（OH）2+2HCl，应在加热时应不断通入HCl气体，抑制其水解．
故答案为：HCl；MgCl2?6H2O在受热时易发生水解，为抑制其水解，在加热时应不断通入HCl气体．
（3）由工艺流程转化关系可知，反应I中的目的是制备Mg（OH）2，所以反应I中还发生Mg2+与氨水反应生成Mg （OH）2与NH4+，反应离子方程式为Mg2++2NH3?H2O=Mg （OH）2↓+2NH4+．
故答案为：Mg2++2NH3?H2O=Mg （OH）2↓+2NH4+．
（4）实验根据控制变量法进行对比试验，研究温度、反应时间、反应物配比对氧化镁产率影响．
（Ⅰ）实验①和③，温度相同，反应时间相同，应研究反应物配比对氧化镁产率的影响，③中反应物配比应为4：1；
（Ⅱ）实验②和④，反应时间相同，反应物配比相同，温度不同，应是探究温度对产率的影响；
（Ⅲ）③中反应物配比应为4：1，实验②和③，温度相同、反应物配比相同，反应时间不同，探究反应时间对产率的影响．
故答案为：
| 实验 编号 |
T/K | 反应 时间/h |
反应物的物质的量配比 n[CO（NH2）2]：n[MgCl2?6H2O] |
实验目的 |
| ① | （Ⅰ）反应物的物质的量配比对产率的影响； （Ⅱ）温度对产率的影响； （Ⅲ）③ | |||
| ② | ||||
| ③ | 4：1 | |||
| ④ |
故答案为：在378K～398K，纳米MgO的粒径大小无明显变化，在383K较低温度下有利于形成较小的颗粒，纳米MgO产率产率随温度的升高而增大．
点评：考查溶度积计算、盐类水解、对工艺流程的理解与条件的控制、对实验数据图象的分析、移动题目获取信息能力等，难度中等，需要学生具备扎实的基础与综合运用知识分析问题、解决问题能力．
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