“分子筛可作为催化剂.催化剂载体或吸附剂．以高岭土(主要成分为Al2O3.SiO2等).石灰石.海水为原料生产“分子筛工艺流程如图所示．回答下列问题:(1)海水中含Mg2+.Ca2+.SO42-杂质．为制取NaOH.杂质离子必须除去．“除杂时需按一定顺序加入下列试剂:①过量的NaOH溶液,②过量的Na2CO3溶液,③适量的盐酸,④� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

2．“分子筛”可作为催化剂、催化剂载体或吸附剂．以高岭土（主要成分为Al₂O₃、SiO₂等）、石灰石、海水为原料生产“分子筛”工艺流程如图所示．回答下列问题：

（1）海水中含Mg²⁺、Ca²⁺、SO₄^2-杂质．为制取NaOH，杂质离子必须除去．“除杂”时需按一定顺序加入下列试剂：①过量的NaOH溶液；②过量的Na₂CO₃溶液；③适量的盐酸；④过量的BaCl₂溶液．正确的添加顺序是④①②③或①④②③或④②①③（填写序号）．要使Ca²⁺完全沉淀（即溶液中c（Ca²⁺）＜1×10^-5mol/L），溶液中c（CO₃^2-）应不小于2.9×10^-4mol/L（已知：K_sp（CaCO₃）=2.9×10^-9）．
（2）电解制取NaOH的离子反应方程式：2Cl^-+2H₂O $\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$ 2OH^-+H₂↑+Cl₂↑．电解过程中，阴极附近pH增大（“增大”、“减小”或“不变”）．
（3）气体M（过量）和滤液N生成B的离子方程式是SiO₃^2-+2CO₂+2H₂O═H₂SiO₃↓+2HCO₃^- AlO₂^-+2H₂O+CO₂═Al（OH）₃↓+HCO₃^-．
（4）写出副产物A溶于水所得溶液中各离子浓度从大到小顺序为c（Na⁺）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HCO₃^-）＞c（H⁺）．
（5）已知：某高岭土中Al₂O₃的质量分数为35%，则1t高岭土在理论上可制得化学式为Na₂O•Al₂O₃•2SiO₂•9/2H₂O（Al₂O₃的质量分数为28%）的分子筛1.25t．

分析（1）物质除杂的原则是“不增、不减、易分、复原”．注意一点，那就是最后加入加入过量的Na₂CO₃溶液是为了除去过量的Ca²⁺和多余的Ba²⁺，然后进行过滤，除去生成的难溶物，然后加入适量的盐酸，除去多余的CO₃^2-和调节溶液的酸碱性，最后进行蒸发结晶得到纯净的NaCl晶体；根据碳酸钙的溶度积常数计算；
（2）电解制取NaOH的离子反应是电解饱和食盐水的反应，阴极附近氢离子得到电子破坏了水的电离平衡，氢氧根离子浓度增大；
（3）石灰石煅烧生成的气体M为CO₂．高岭土焙烧后的产物主要是SiO₂和Al₂O₃，加NaOH过滤后得到的虑液N主要含有NaAlO₂和Na₂SiO₃，以此书写离子方程式；
（4）碳酸钠水解呈碱性，并且CO₃^2-离子存在两步水解，且第一步水解大于第二步水解，以此判断离子浓度大小顺序；
（4）石灰石分解生成二氧化碳气体，用于工业生成，生成的滤液N中含有碳酸氢钠，加热后又生成二氧化碳气体，可循环利用；
（5）根据氧化铝的质量守恒计算．

解答解：（1）物质除杂的原则是“不增、不减、易分、复原”．必须了解各个步骤的目的，才能分清操作顺序．加入过量的NaOH溶液是为了除去Mg²⁺，加入过量的BaCl₂溶液是为了除去SO₄^2-，加入过量的Na₂CO₃溶液是为了除去过量的Ca²⁺和多余的Ba²⁺，然后进行过滤，除去生成的难溶物，然后加入适量的盐酸，除去多余的CO₃^2-和调节溶液的酸碱性，最后进行蒸发结晶得到纯净的NaCl晶体．所以其操作顺序的要点是Na₂CO₃溶液必须在BaCl₂溶液之后加入，最后加入盐酸，根据碳酸钙的溶度积常数计算，要使Ca²⁺完全沉淀，c（Ca²⁺）≤10^-5mol/L应有
c（Ca²⁺）×c（CO^2-₃）≥2.9×10^-9，则c（CO^2-₃）≥$\frac{2.9×1{0}^{-9}}{1×1{0}^{-5}}$=2.9×10^-4mol/L，
故答案为：④①②③或①④②③或④②①③，2.9×10^-4mol/L；
（2）电解制取NaOH的离子反应是电解饱和食盐水的反应，反应的离子方程式为：2Cl^-+2H₂O $\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$ 2OH^-+H₂↑+Cl₂↑，阴极附近氢离子得到电子破坏了水的电离平衡，氢氧根离子浓度增大，溶液PH增大，
故答案为：2Cl^-+2H₂O $\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$ 2OH^-+H₂↑+Cl₂↑，增大；
（3）石灰石煅烧生成的气体M为CO₂．高岭土焙烧后的产物主要是SiO₂和Al₂O₃，加NaOH过滤后得到的虑液N主要含有NaAlO₂和Na₂SiO₃，所以通入足量CO₂后发生反应的方程式为：NaAlO₂+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+NaHCO₃；Na₂SiO₃+2CO₂+2H₂O=H₂SiO₃+2NaHCO₃．离子方程式为：SiO₃^2-+2CO₂+2H₂O═H₂SiO₃↓+2HCO₃^-；AlO₂^-+2H₂O+CO₂═Al（OH）₃↓+HCO₃^-，
故答案为：SiO₃^2-+2CO₂+2H₂O═H₂SiO₃↓+2HCO₃^-；AlO₂^-+2H₂O+CO₂═Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
（4）碳酸钠水解呈碱性，并且CO₃^2-离子存在两步水解，且第一步水解大于第二步水解，则有：c（Na⁺）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HCO₃^-）＞c（H⁺），
故答案为：c（Na⁺）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HCO₃^-）＞c（H⁺）；
（4）石灰石分解生成二氧化碳气体，用于工业生成，生成的滤液N中含有碳酸氢钠，加热后又生成二氧化碳气体，可循环利用，故答案为：CO₂；
（5）根据氧化铝的质量守恒计算，设生成分子筛的质量为x，则有1t×35%=28%×xt，x=$\frac{35}{28}$t=1.25t，
故答案为：1.25．

点评本题是一道以“分子筛”的制备为背景的化学工艺流程题，考查的是化学基本知识；结合生产生活实际，以解决化学实际问题作思路进行设问，使问题情境真实，充分体现化学与STSE的关系，还化学以本色，能考查学生的阅读能力和资料的收集处理能力，同时对学生的审题能力、分析问题、解决问题、文字表达等方面的能力都要求非常高，是一道综合性试题，对学生以后的学习可以起到良好的指导作用，题目难度中等．

练习册系列答案

11．关于NO的下列叙述中不正确的是（　　）

	A．	在放电条件下，N₂和O₂可直接化合生成NO
	B．	NO气体难溶于水
	C．	打开盛NO气体的瓶盖，立即看到瓶口有红棕色气体生成
	D．	NO是红棕色气体

8．化学与科技、化学与生活息息相关．下列说法正确的是（　　）

	A．	山西王家岭煤矿3•28透水事故被困工作在井下靠吃木屑、树皮，喝凉水维持生命．木屑、树皮的化学成分主要是纤维素
	B．	乙醇和汽油都是可再生能源，应大力推广“乙醇汽油”
	C．	广为人知的奶粉事件中的罪魁祸首为三聚氰胺（结构如图）其摩尔质量为126g
	D．	2010年4月支援青海玉树地震灾区的生活用品中的食醋、纯碱、食盐，其对应的主要化学物质分别属于酸、碱、盐

15．下列说法或表示方法中正确的是（　　）

	A．	氢气的燃烧热为285.8kJ•mol^-1，则氢气燃烧的热化学方程式为：2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H=-285.8 kJ•mol^-1
	B．	已知中和热为57.3 kJ•mol^-1，若将1L1mol•L^-1醋酸与含1molNaOH溶液混合，放出的热量要小于57.3kJ
	C．	Ba（OH）₂•8H₂O（s）+2NH₄Cl（s）═BaCl₂（s）+2NH₃（g）+10H₂O（l）△H＜0
	D．	等质量的硫蒸气和硫黄分别完全燃烧，后者放出的热量多

苛性钠Na₂CO₃

14．在短周期主族元素中：
（1）由两种元素组成的化合物种类最多，其中最简单化合物的电子式为

．
（2）元素D的氢化物与D的最高价氧化物对应水化物化合得到的物质是（填化学式）NH₄NO₃；D的氢化物的水溶液常温下pH＞7（填“＞”、“＜”、“=”）；D的最高价氧化物对应水化物的浓溶液与试管中足量铜片反应，开始产生有色气体，一段时间后则产生无色气体，写出产生无色气体的离子方程式8H⁺+2NO₃^-+3Cu=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O．
（3）元素R与元素E的原子序数之比为2：1，其单质直接反应后得到的化合物中元素质量比为1：1，该化合物的化学式为SO₂；该化合物能（填“能”或“不能”）使品红溶液褪色．若含2molR元素的最高价氧化物对应水化物的浓溶液与足量的铜片反应，产生的气体在标准状况下的体积一定：小于22.4L（填“大于”，“小于”或“等于”）．

11．（1）下列实验操作或实验所得出的结论一定正确的是D（填序号）
A．加热NH₄Cl晶体时，用湿润红色石蕊试纸靠近试管口，检验NH₃的生成
B．把氢氧化钠固体在烧杯中溶解后立即转移到容量瓶中，然后加水定容
C．除去蛋白质中混有的少量NaCl，加入AgNO₃溶液后过滤
D．把装有二氧化氮和四氧化氮混合气体的烧瓶浸入到热水中气体颜色加深．
（2）同学们已经学习了同位素、同素异形体、同分异构体这些概念．下面列出了几组物质，请将物质的合适组号填写在下表中．
①

和

②

和

③金刚石与石墨；
④氕、氘与氚；
⑤¹⁶O、¹⁷O和¹⁸O；
⑥乙醇（CH₃CH₂OH）和甲醚（CH₃OCH₃）；⑦氧气（O₂）与臭氧（O₃）

类别	同位素	同素异形体	同分异构体
组号

12．已知某有机物的结构简式如图所示：下列有关说法正确的是（　　）

	A．	该有机物的化学式为C₁₁H₁₂OCl₂
	B．	在同一平面上的碳原子数最多为10个
	C．	与NaOH醇溶液在加热条件下消去氯原子
	D．	在铜作催化剂和加热条件下能被O₂氧化成醛

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