Question

耐火材料主要成分为MgO和A1₂O₃，某厂用蛭石（主要成份为：MgO、Fe₂O₃、A1₂O₃、SiO₂）作原料生产耐火材料．化学课外小组同学用蛭石进行了以下实验：
Ⅰ．查阅资料得知0.1mol/L的离子浓度时，氢氧化物沉淀时的pH为

氢氧化物	Fe（OH）3	Mg（OH）2	Al（OH）3
开始沉淀时的pH	2.3	10.4	4.0	开始溶解：7.8
完全沉淀时的pH	3.7	12.4	5.2	完全溶解：10.8

Ⅱ．实验流程如下（固体A、F为一种成份）：

请回答以下问题：
（1）写出下列物质化学式：试剂I

 

；固体F

 

．
（2）步骤②B生成C的离子方程式为

 

．
（3）要保证固体D杂质尽量少，步聚②调节溶液的pH合理范围是

 

：
A.12.4～13         B.10～10.8         C.3.7～5.2
（4）固体D可用来生产合成氨的表面催化剂．如图表示无催化剂时NH₃的百分含量随时间变化曲线，请在图上用虚线画出有催化剂时的曲线．
（5）已知：N₂ （g）+3H₂ （g）═2NH₃ （g）△H=-a kJ?mol^-1
2H₂O（1）═2H₂ （g）+O₂ （g）△H=+b kJ?mol^-1
则NH₃被O₂氧化为N₂和H₂O的热化学方程式为

 

．

Answer 1

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用,制备实验方案的设计

专题：实验设计题

分析：蛭石（主要成份为：MgO、Fe₂O₃、A1₂O₃、SiO₂）加入试剂Ⅰ酸溶过滤，得到固体A为SiO₂，滤液B含有Mg²⁺、Fe³⁺、Al³⁺，加入过量氢氧化钠溶液过滤得到固体D为Mg（OH）₂、Fe（OH）₃，滤液C为NaAlO₂溶液，通入二氧化碳气体生成氢氧化铝沉淀F和滤液E为碳酸氢钠溶液；
（1）上述分析可知试剂Ⅰ是稀硫酸或稀盐酸；固体F为氢氧化铝；
（2）步骤②B生成C的反应是铝离子和过量氢氧根离子反应生成偏铝酸盐；
（3）分析图表数据保证镁离子和铁离子全部沉淀，铝离子全部变化为偏铝酸盐；
（4）固体D为Mg（OH）₂、Fe（OH）₃，用来生产合成氨的表面催化剂，催化剂改变反应速率不改变化学平衡，据此画出曲线变化；
（5）结合热化学方程式和盖斯定律计算得到所需热化学方程式．

解答： 解：蛭石（主要成份为：MgO、Fe₂O₃、A1₂O₃、SiO₂）加入试剂Ⅰ酸溶过滤，得到固体A为SiO₂，滤液B含有Mg²⁺、Fe³⁺、Al³⁺，加入过量氢氧化钠溶液过滤得到固体D为Mg（OH）₂、Fe（OH）₃，滤液C为NaAlO₂溶液，通入二氧化碳气体生成氢氧化铝沉淀F和滤液E为碳酸氢钠溶液；
（1）上述分析可知试剂Ⅰ是稀硫酸或稀盐酸；固体F为氢氧化铝，Al（OH）₃，故答案为：稀硫酸或稀盐酸，Al（OH）₃；
（2）步骤②B生成C的反应是铝离子和过量氢氧根离子反应生成偏铝酸盐，反应的离子方程式为：Al³⁺+4OH^-═AlO₂^-+2H₂O，
故答案为：Al³⁺+4OH^-═AlO₂^-+2H₂O；
（3）分析图表数据保证镁离子和铁离子全部沉淀，铝离子全部变化为偏铝酸盐，调节溶液PH为10.4～10.8，B符合，故答案为：B；
（4）固体D为Mg（OH）₂、Fe（OH）₃，用来生产合成氨的表面催化剂，催化剂改变反应速率不改变化学平衡，据此画出曲线变化，为，
故答案为：；
（5）结合热化学方程式和盖斯定律计算得到所需热化学方程式，
①N₂ （g）+3H₂ （g）═2NH₃ （g）△H=-a kJ?mol^-1
②2H₂O（1）═2H₂ （g）+O₂ （g）△H=+b kJ?mol^-1
依据盖斯定律计算②×3+①×2得到：2N₂ （g）+6H₂O （1）=4NH₃（g）+3O₂（g）△H=-（2a-3b） kJ?mol^-1 ；
则NH₃被O₂氧化为N₂和H₂O的热化学方程式为；4NH₃（g）+3O₂（g）=2N₂ （g）+6H₂O （1）△H=（2a-3b） kJ?mol^-1 ；
故答案为：4NH₃（g）+3O₂（g）=2N₂ （g）+6H₂O （1）△H=（2a-3b） kJ?mol^-1 ．

点评：本题考查了流程分析应用，物质分离提纯的方法和分析判断，热化学方程式计算分析，掌握基础是关键，题目难度中等．