题目内容
沸石是一种具有多孔结构的铝硅酸盐(NaAlSiO4?nH2O),其中有许多笼状孔穴和通道能让直径比孔穴小的分子通过而将大的分子留在外面,故又称“分子筛”.“分子筛”在表面化学中有重要作用,是重要的催化剂和催化剂载体.以高岭土(主要成分:Al2Si2O7?2H2O)、石灰石、海水为原料生产“分子筛”的工艺流程如下:

回答下列问题
(1)高岭土主要成分的化学式可表示为Al2O3?2SiO2?2H2O,则分子筛的化学式也可表示为 ;
(2)写出0.1mol/L副产品A溶液中有关离子浓度关系的两个等式: 、 ;
(3)气体M和滤液发生反应的任意一个离子方程式为: ;
(4)若用惰性电极电解饱和NaCl溶液一段时间,当阳极产生56L(标准状况下)气体,电解后溶液体积为500L时,求所得溶液在常温时的pH值(要求写出解题过程). .
回答下列问题
(1)高岭土主要成分的化学式可表示为Al2O3?2SiO2?2H2O,则分子筛的化学式也可表示为
(2)写出0.1mol/L副产品A溶液中有关离子浓度关系的两个等式:
(3)气体M和滤液发生反应的任意一个离子方程式为:
(4)若用惰性电极电解饱和NaCl溶液一段时间,当阳极产生56L(标准状况下)气体,电解后溶液体积为500L时,求所得溶液在常温时的pH值(要求写出解题过程).
分析:(1)硅酸盐写成氧化物形式时,写氧化物顺序是:活泼金属氧化物、较活泼金属氧化物、二氧化硅、水,要注意原子守恒;
(2)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Na2SiO3,二氧化碳和偏铝酸钠、硅酸钠溶液反应生成分别氢氧化铝、硅酸和碳酸钠,所以副产品A中含有碳酸钠,溶液中存在电荷守恒和物料守恒;
(3)二氧化碳和偏铝酸钠、硅酸钠都发生反应生成沉淀;
(4)用惰性电极电解氯化钠溶液时,阳极上氯离子放电生成氯气,阴极上氢离子放电生成氢气,根据氯气和氢氧化钠之间的关系式计算氢氧化钠的物质的量,再根据C=
计算氢氧化钠的物质的量浓度,从而计算溶液的pH.
(2)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Na2SiO3,二氧化碳和偏铝酸钠、硅酸钠溶液反应生成分别氢氧化铝、硅酸和碳酸钠,所以副产品A中含有碳酸钠,溶液中存在电荷守恒和物料守恒;
(3)二氧化碳和偏铝酸钠、硅酸钠都发生反应生成沉淀;
(4)用惰性电极电解氯化钠溶液时,阳极上氯离子放电生成氯气,阴极上氢离子放电生成氢气,根据氯气和氢氧化钠之间的关系式计算氢氧化钠的物质的量,再根据C=
| n |
| V |
解答:解:(1)硅酸盐写成氧化物形式时,写氧化物顺序是:活泼金属氧化物、较活泼金属氧化物、二氧化硅、水,所以分子筛的表示式为:Na2O?Al2O3?2SiO2?2nH2O,
故答案为:Na2O?Al2O3?2SiO2?2nH2O;
(2)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Na2SiO3,二氧化碳和偏铝酸钠、硅酸钠溶液反应分别生成氢氧化铝、硅酸和碳酸钠,所以副产品A中含有碳酸钠,溶液中存在电荷守恒和物料守恒,根据物料守恒得C(Na+)=2C(CO32-)+2C(HCO3-)+2C(H2CO3),根据电荷守恒得C(Na+)+C(H+)=2C(CO32-)+C(HCO3-)+C(OH-),
根据质子守恒得2C(H2CO3)+C(HCO3-)+C(H+)=C(OH-),
故答案为:C(Na+)=2C(CO32-)+2C(HCO3-)+2C(H2CO3);C(Na+)+C(H+)=2C(CO32-)+C(HCO3-)+C(OH-);
(3)二氧化碳和偏铝酸钠、硅酸钠溶液反应分别生成氢氧化铝、硅酸和碳酸钠,
离子反应方程式为:CO2+2AlO2-+3H2O=2Al(OH)3↓+CO32-(或CO2+AlO2-+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-)
或CO2+SiO32-+H2O=H2SiO3↓+CO32-(或2CO2+SiO32-+2H2O=H2SiO3↓+2HCO3-),
故答案为:CO2+2AlO2-+3H2O=2Al(OH)3↓+CO32-(或CO2+AlO2-+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-)
或CO2+SiO32-+H2O=H2SiO3↓+CO32-(或2CO2+SiO32-+2H2O=H2SiO3↓+2HCO3-);
(4)标准状况下56L氯气的物质的量为2.5mol.设此时溶液中生成NaOH的物质的量为x
据2NaCl+2H2O
2NaOH+Cl2↑+H2↑
2 1
x 2.5mol
2:1=x:2.5mol,则x=5.0mol
500L溶液中C(OH-)=
=0.01mol/L
溶液中C(H+)=
mol/L=10-12mol/L,所以溶液的pH=-lg10-12=12,
故答案为:12.
故答案为:Na2O?Al2O3?2SiO2?2nH2O;
(2)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Na2SiO3,二氧化碳和偏铝酸钠、硅酸钠溶液反应分别生成氢氧化铝、硅酸和碳酸钠,所以副产品A中含有碳酸钠,溶液中存在电荷守恒和物料守恒,根据物料守恒得C(Na+)=2C(CO32-)+2C(HCO3-)+2C(H2CO3),根据电荷守恒得C(Na+)+C(H+)=2C(CO32-)+C(HCO3-)+C(OH-),
根据质子守恒得2C(H2CO3)+C(HCO3-)+C(H+)=C(OH-),
故答案为:C(Na+)=2C(CO32-)+2C(HCO3-)+2C(H2CO3);C(Na+)+C(H+)=2C(CO32-)+C(HCO3-)+C(OH-);
(3)二氧化碳和偏铝酸钠、硅酸钠溶液反应分别生成氢氧化铝、硅酸和碳酸钠,
离子反应方程式为:CO2+2AlO2-+3H2O=2Al(OH)3↓+CO32-(或CO2+AlO2-+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-)
或CO2+SiO32-+H2O=H2SiO3↓+CO32-(或2CO2+SiO32-+2H2O=H2SiO3↓+2HCO3-),
故答案为:CO2+2AlO2-+3H2O=2Al(OH)3↓+CO32-(或CO2+AlO2-+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-)
或CO2+SiO32-+H2O=H2SiO3↓+CO32-(或2CO2+SiO32-+2H2O=H2SiO3↓+2HCO3-);
(4)标准状况下56L氯气的物质的量为2.5mol.设此时溶液中生成NaOH的物质的量为x
据2NaCl+2H2O
| ||
2 1
x 2.5mol
2:1=x:2.5mol,则x=5.0mol
500L溶液中C(OH-)=
| 5mol |
| 500L |
溶液中C(H+)=
| 1×10-14 |
| 0.01 |
故答案为:12.
点评:本题考查了工艺流程,涉及离子反应方程式的书写、电解池原理、离子浓度大小的比较等知识点,综合性较强,根据物料守恒及电荷守恒确定离子浓度大小,根据酸性相对强弱确定离子反应方程式,从而正确解答,难度中等.
练习册系列答案
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