Question

8．三硅酸镁（MgSi₃O₈•nH₂O）在医药上用于治抗酸药，能中和胃酸和保护溃疡面．某工厂用SiO₂、MgSO₄为原料制备Mg₂Si₃O₈•nH₂O，其流程如甲图：

（1）由步骤①可知泡花碱溶液的溶质是Na₂SiO₃（填化学式），将直径为1～100nm之间的SiO₂颗粒分散到丙酮中形成的分散系类型是胶体．
（2）工业上制备的MgSO₄溶液中常含有Mn²⁺，请写出NaClO溶液将Mn²⁺氧化为MnO₂的离子方程式ClO^-+Mn²⁺+2OH^-=Cl^-+MnO₂↓+H₂O．
（3）步骤②反应后进行了过滤操作，请在乙图中补画出过滤时使用的玻璃仪器；步骤③中确定Mg₂Si₃O₈•nH₂O沉淀已洗涤干净的方法取最后一次洗涤液滴加适量BaCl₂溶液，若无白色沉淀生成，则说明已洗净．
（4）将0.184g三硅酸镁加到50.00mL 0.1000mol•L^-1盐酸中，充分反应后，滤去沉淀，用0.1000mol•L^-1NaOH溶液滴定剩余的盐酸，消耗NaOH溶液30.00ml，则Mg₂Si₃O₈•nH₂O中n值为6；若在滴定结束时仰视读数，则n值偏高（填“偏高”或“偏低”）．

Answer 1

分析 SiO₂与NaOH反应生成Na₂SiO₃，硅酸钠与硫酸镁反应得到三硅酸镁沉淀与硫酸钠溶液，过滤分离，
（1）SiO₂与NaOH反应生成Na₂SiO₃；直径为1～100nm的SiO₂颗粒分散到丙酮中形成胶体；
（2）NaClO溶液将Mn²⁺氧化为MnO₂，还原得到氯离子，NaClO溶液呈碱性，反应还生成水；
（3）过滤操作需要用到玻璃仪器有：烧杯、漏斗、玻璃棒，注意过滤中“一贴二低三靠”；Mg₂Si₃O₈•nH₂O沉淀表面会附着硫酸钠，用BaCl₂溶液检验最后一次洗涤液是否含有SO₄^2-，判断沉淀洗是否涤干净；
（4）三硅酸镁与HCl反应的化学方程式为：MgSi₃O₈•nH₂O+4HCl═2MgCl₂+3SiO₂+（n+2）H₂O，剩余的盐酸用NaOH溶液滴定，消耗30.00mL氢氧化钠溶液，则与三硅酸镁反应的HCl为0.050L×0.1mol/L-0.030L×0.1mol/L，根据方程式计算0.184gMgSi₃O₈•nH₂O的物质的量，进而计算n的值；
若在滴定结束时仰视读数，V（NaOH）读数偏大，测定剩余的盐酸偏大，则与三硅酸镁反应的盐酸偏小，故测定MgSi₃O₈•nH₂O的物质的量偏小．

解答 解：（1）SiO₂与NaOH反应生成Na₂SiO₃，则泡花碱溶液的溶质为Na₂SiO₃；将直径为1～100nm的SiO₂颗粒分散到丙酮中形成胶体；
故答案为：Na₂SiO₃；胶体；
（2）NaClO溶液将Mn²⁺氧化为MnO₂，还原得到氯离子，NaClO溶液呈碱性，反应还生成水，离子方程式为：ClO^-+Mn²⁺+2OH^-=Cl^-+MnO₂↓+H₂O；
故答案为：ClO^-+Mn²⁺+2OH^-=Cl^-+MnO₂↓+H₂O；
（3）过滤操作需要用到玻璃仪器有：烧杯、漏斗、玻璃棒及铁架台，过滤操作装置图为；
Mg₂Si₃O₈•nH₂O沉淀表面会附着硫酸钠，取最后一次洗涤液滴加适量BaCl₂溶液，若无白色沉淀生成，则说明已洗净，
故答案为：；取最后一次洗涤液滴加适量BaCl₂溶液，若无白色沉淀生成，则说明已洗净；
（4）三硅酸镁中和HCl反应的化学方程式为：MgSi₃O₈•nH₂O+4HCl═2MgCl₂+3SiO₂+（n+2）H₂O，设0.184gMgSi₃O₈•nH₂O的物质的量是x，则：
MgSi₃O₈•nH₂O+4HCl═2MgCl₂+3SiO₂+（n+2）H₂O
1            4
x    0.050L×0.1mol/L-0.030L×0.1mol/L
解得x=0.0005mol，
则0.0005mol×（260+18n）g/mol=0.184g，解得n=6；
若在滴定结束时仰视读数，V（NaOH）读数偏大，测定剩余的盐酸偏大，则与三硅酸镁反应的盐酸偏小，故测定MgSi₃O₈•nH₂O的物质的量偏小，则n值偏高，
故答案为：6；偏高．

点评 本题考查物质制备实验，涉及离子方程式书写、过滤、洗涤、化学式组成的测定等，注意能画出中学常见仪器与装置，要求学生具有分析和解决问题的能力，难度中等．