Question

耐火材料主要成分為MgO和A1₂O₃，某廠用蛭石（主要成份為：MgO、Fe₂O₃、A1₂O₃、SiO₂）作原料生產(chǎn)耐火材料．化學(xué)課外小組同學(xué)用蛭石進行了以下實驗：
Ⅰ．查閱資料得知0.1mol/L的離子濃度時，氫氧化物沉淀時的pH為

氫氧化物	Fe（OH）3	Mg（OH）2	Al（OH）3
開始沉淀時的pH	2.3	10.4	4.0	開始溶解：7.8
完全沉淀時的pH	3.7	12.4	5.2	完全溶解：10.8

Ⅱ．實驗流程如下（固體A、F為一種成份）：

請回答以下問題：
（1）寫出下列物質(zhì)化學(xué)式：試劑I

 

；固體F

 

．
（2）步驟②B生成C的離子方程式為

 

．
（3）要保證固體D雜質(zhì)盡量少，步聚②調(diào)節(jié)溶液的pH合理范圍是

 

：
A.12.4～13         B.10～10.8         C.3.7～5.2
（4）固體D可用來生產(chǎn)合成氨的表面催化劑．如圖表示無催化劑時NH₃的百分含量隨時間變化曲線，請在圖上用虛線畫出有催化劑時的曲線．
（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
則NH₃被O₂氧化為N₂和H₂O的熱化學(xué)方程式為

 

．

Answer 1

考點：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用,制備實驗方案的設(shè)計

專題：實驗設(shè)計題

分析：蛭石（主要成份為：MgO、Fe₂O₃、A1₂O₃、SiO₂）加入試劑Ⅰ酸溶過濾，得到固體A為SiO₂，濾液B含有Mg²⁺、Fe³⁺、Al³⁺，加入過量氫氧化鈉溶液過濾得到固體D為Mg（OH）₂、Fe（OH）₃，濾液C為NaAlO₂溶液，通入二氧化碳氣體生成氫氧化鋁沉淀F和濾液E為碳酸氫鈉溶液；
（1）上述分析可知試劑Ⅰ是稀硫酸或稀鹽酸；固體F為氫氧化鋁；
（2）步驟②B生成C的反應(yīng)是鋁離子和過量氫氧根離子反應(yīng)生成偏鋁酸鹽；
（3）分析圖表數(shù)據(jù)保證鎂離子和鐵離子全部沉淀，鋁離子全部變化為偏鋁酸鹽；
（4）固體D為Mg（OH）₂、Fe（OH）₃，用來生產(chǎn)合成氨的表面催化劑，催化劑改變反應(yīng)速率不改變化學(xué)平衡，據(jù)此畫出曲線變化；
（5）結(jié)合熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計算得到所需熱化學(xué)方程式．

解答： 解：蛭石（主要成份為：MgO、Fe₂O₃、A1₂O₃、SiO₂）加入試劑Ⅰ酸溶過濾，得到固體A為SiO₂，濾液B含有Mg²⁺、Fe³⁺、Al³⁺，加入過量氫氧化鈉溶液過濾得到固體D為Mg（OH）₂、Fe（OH）₃，濾液C為NaAlO₂溶液，通入二氧化碳氣體生成氫氧化鋁沉淀F和濾液E為碳酸氫鈉溶液；
（1）上述分析可知試劑Ⅰ是稀硫酸或稀鹽酸；固體F為氫氧化鋁，Al（OH）₃，故答案為：稀硫酸或稀鹽酸，Al（OH）₃；
（2）步驟②B生成C的反應(yīng)是鋁離子和過量氫氧根離子反應(yīng)生成偏鋁酸鹽，反應(yīng)的離子方程式為：Al³⁺+4OH^-═AlO₂^-+2H₂O，
故答案為：Al³⁺+4OH^-═AlO₂^-+2H₂O；
（3）分析圖表數(shù)據(jù)保證鎂離子和鐵離子全部沉淀，鋁離子全部變化為偏鋁酸鹽，調(diào)節(jié)溶液PH為10.4～10.8，B符合，故答案為：B；
（4）固體D為Mg（OH）₂、Fe（OH）₃，用來生產(chǎn)合成氨的表面催化劑，催化劑改變反應(yīng)速率不改變化學(xué)平衡，據(jù)此畫出曲線變化，為，
故答案為：；
（5）結(jié)合熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計算得到所需熱化學(xué)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
依據(jù)蓋斯定律計算②×3+①×2得到：2N₂ （g）+6H₂O （1）=4NH₃（g）+3O₂（g）△H=-（2a-3b） kJ?mol^-1 ；
則NH₃被O₂氧化為N₂和H₂O的熱化學(xué)方程式為；4NH₃（g）+3O₂（g）=2N₂ （g）+6H₂O （1）△H=（2a-3b） kJ?mol^-1 ；
故答案為：4NH₃（g）+3O₂（g）=2N₂ （g）+6H₂O （1）△H=（2a-3b） kJ?mol^-1 ．

點評：本題考查了流程分析應(yīng)用，物質(zhì)分離提純的方法和分析判斷，熱化學(xué)方程式計算分析，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．