Question

4．“分子筛”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，故此得名，利用铝灰（主要成分为Al，Al₂O₃，AlN，FeO等）制备“分子筛”的一种工艺如下：

（1）分子筛的孔道直径为4A称为4A型分子筛，当Na⁺被Ca²⁺取代时就制得5A型分子筛，当Na+被K+取代时就制得3A型分子筛，要高效分离正丁烷（分子直径为4.65A）和异丁烷（分子直径为5.6A）应该选用5A型的分子筛．
（2）铝灰在90℃时水解的化学方程式为AlN+3H₂O$\frac{\underline{\;90℃\;}}{\;}$Al（OH）₃+NH₃↑；，“水解”采用90℃而不在室温下进行的原因是降低NH₃在水中的溶解度，促使NH₃逸出
（3）“酸溶”时，为降低生产成本，应选择的酸为盐酸，理由是反应中的副产物可生产得盐酸，降低生产成本
（4）“氧化”时，发生主要反应的离子方程式为2Fe²⁺+ClO^-+2H⁺=2Fe³⁺+Cl^-+H₂O
（5）该工艺中滤渣的成分是Fe（OH）₃
（6）“胶体”调节pH后过滤所得“晶体”需洗涤，如何证明该晶体已经洗涤干净取最后一次洗涤滤液，滴入硝酸酸化的硝酸银，若无白色沉淀出现，则说明洗涤干净，否则就没有洗涤干净．

Answer 1

分析 铝灰主要成分为Al、Al₂O₃、AlN、FeO等加入水发生反应，AlN和水反应生成氢氧化铝和氨气，加入盐酸酸溶后，生成氯化铝溶液和氯化亚铁溶液，同时铝与盐酸会放出氢气，加入漂白液氧化亚铁离子为铁离子，浓缩海水，除杂后电解，得氢氧化钠溶液，在加入漂白液后的溶液中加入氢氧化钠，得到氢氧化铁沉淀和偏铝酸钠溶液，过滤后，在得到的滤液中加入硅酸钠和二氧化碳，搅拌得胶体，在溶液中通入前面水解产生的氨气，调节pH值到9，过滤得到晶体和滤液，将得到的晶体焙烧后得NaAlSiO₄•nH₂O，滤液中主要含有氯化铵；
（1）分离正丁烷和异丁烷，应选用分子筛的型号介于4.65A～5.6A之间；
（2）铝灰中的AlN和水发生水解反应生成氢氧化铝沉淀和氨气，加热可以促进氮化铝水解生成氨气；
（3）在酸溶时有氢气产生，电解盐酸水也有氢气和氯气产生，氯气和氢气可反应生成氯化氢，溶于水得盐酸，可用于酸溶，降低生产成本；
（4）氧化时主要是次氯酸根离子氧化亚铁离子生成铁离子；
（5）根据上面的分析可知该工艺中滤渣的成分；
（6）“胶体”调节pH后过滤所得“晶体”需洗涤，通过检验晶体表面 是否有氯离子可判断洗涤是否干净．

解答 解：（1）分离正丁烷和异丁烷，应选用分子筛的型号介于4.65A～5.6A之间，则应选用5A型，故答案为：5A；
（2）铝灰中的AlN和水发生水解反应生成氢氧化铝沉淀和氨气，反应的化学方程式为：AlN+3H₂O$\frac{\underline{\;90℃\;}}{\;}$Al（OH）₃+NH₃↑，加热可以促进氮化铝水解生成氨气，降低NH₃在水中的溶解度，促使NH₃逸出；
故答案为：AlN+3H₂O$\frac{\underline{\;90℃\;}}{\;}$Al（OH）₃+NH₃↑；降低NH₃在水中的溶解度，促使NH₃逸出；
（3）在酸溶时有氢气产生，电解盐酸水也有氢气和氯气产生，氯气和氢气可反应生成氯化氢，溶于水得盐酸，可用于酸溶，即反应中的副产物可生产得盐酸，降低生产成本，所以酸溶时用盐酸，
故答案为：盐酸；反应中的副产物可生产得盐酸，降低生产成本；
（4）氧化时主要是次氯酸根离子氧化亚铁离子生成铁离子，反应的离子方程式为2Fe²⁺+ClO^-+2H⁺=2Fe³⁺+Cl^-+H₂O，
故答案为：2Fe²⁺+ClO^-+2H⁺=2Fe³⁺+Cl^-+H₂O；
（5）根据上面的分析可知该工艺中滤渣的成分为Fe（OH）₃，
故答案为：Fe（OH）₃；
（6）“胶体”调节pH后过滤所得“晶体”需洗涤，通过检验晶体表面是否有氯离子可判断洗涤是否干净，其操作为取最后一次洗涤滤液，滴入硝酸酸化的硝酸银，若无白色沉淀出现，则说明洗涤干净，否则就没有洗涤干净，
故答案为：取最后一次洗涤滤液，滴入硝酸酸化的硝酸银，若无白色沉淀出现，则说明洗涤干净，否则就没有洗涤干净．

点评 本题考查较为综合，侧重于学生的分析能力、实验能力和计算能力的考查，为高考常见题型和高频考点，注意把握题给信息，把握信息抽去能力的培养，从质量守恒的角度计算分子筛的化学式，难度中等．