Question

納米氧化鎂具有特殊的熱、光、電、力學(xué)和化學(xué)等性能，有廣泛的應(yīng)用前景。下圖是利用海水制鹽的副產(chǎn)品制備納米氧化鎂的流程圖。

（1）操作I包括蒸發(fā)結(jié)晶、____________。

（2）操作I后得到的母液中鎂離子濃度為1.8×10^－3 mol·L^－1，要使鎂離子產(chǎn)生沉淀，溶液的pH最低應(yīng)為_(kāi)____________。(已知：K_sp[Mg(OH)₂]= 1.8×10^－11)

（3）反應(yīng)I中CO(NH₂)₂與H₂O反應(yīng)生成CO₂和NH₃·H₂O，還發(fā)生另一主要化學(xué)反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_____________________________。

（4）某科研小組研究反應(yīng)I在378K～398K時(shí)的反應(yīng)時(shí)問(wèn)、反應(yīng)物的物質(zhì)的量配比等因素對(duì)制備納米氧化鎂產(chǎn)率的影響。請(qǐng)完成以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表：

實(shí)驗(yàn) 編號(hào)	T/K	反應(yīng) 時(shí)間/h	反應(yīng)物的物質(zhì)的量配比 n[CO(NH2)2]∶n[MgCl2•6H2O]	實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
①	378	3	3∶1	(I)實(shí)驗(yàn)①和③探究探究反應(yīng)物的物質(zhì)的量配比對(duì)產(chǎn)率的影響； (II)實(shí)驗(yàn)②和④探究         ； (III)實(shí)驗(yàn)②和   探究反應(yīng)時(shí)間對(duì)產(chǎn) 率的影響。
②	378	4	4∶1
③	378	3
④	398	4	4∶1

 

（5）下圖為反應(yīng)的溫度對(duì)納米MgO產(chǎn)率的影響。請(qǐng)歸納出溫度對(duì)納米MgO產(chǎn)率的影響規(guī)律________________________________。

 

 

Answer 1

【答案】

（16分）

（1）過(guò)濾（2分）（寫(xiě)趁熱過(guò)濾1分）

（2）10（3分）

（3）Mg²⁺+2NH₃·H₂O=Mg(OH)₂↓ + 2NH₄⁺  （3分）

（4）③4∶1 （2分）  （II）溫度對(duì)產(chǎn)率的影響（2分） （III）③（1分）

（5）其他條件相同時(shí)，在376K~411K，納米MgO的產(chǎn)率隨溫度升高而升高，之后納米MgO的產(chǎn)率隨溫度升高而降低（或其他條件相同時(shí)，納米MgO的產(chǎn)率隨溫度的升高先升高后降低，或396K左右納米MgO產(chǎn)率最高）（3分）

【解析】

試題分析：（1）較高溫度時(shí)NaCl等溶解度小于MgCl₂等物質(zhì)，聯(lián)系海水曬鹽推斷，操作I包括蒸發(fā)結(jié)晶、過(guò)濾，濾渣主要成分是粗鹽，濾液主要成分是MgCl₂等；（2）由于Mg(OH)₂(s)Mg²⁺+2OH^－，K_sp[Mg(OH)₂]=c(Mg²⁺)•c²(OH^－)，則c²(OH^－)=，c(OH^－)==mol/L=1.0×10^－4 mol/L；由于K_w= c(H⁺)•c(OH^－)，則c(H⁺)== mol/L=1.0×10^－10 mol/L；由于pH=—lg c(H⁺)=10，則使鎂離子開(kāi)始沉淀的pH最小為10；（3）可溶性鎂鹽溶液與氨水反應(yīng)可以制取氫氧化鎂，該反應(yīng)為Mg²⁺+2NH₃·H₂O=Mg(OH)₂↓ + 2NH₄⁺  ；（4）（I）實(shí)驗(yàn)①和③探究探究反應(yīng)物的物質(zhì)的量配比對(duì)產(chǎn)率的影響，則實(shí)驗(yàn)①和③中其它條件都相同，只有反應(yīng)物的物質(zhì)的量配比不同，①中反應(yīng)物的物質(zhì)的量配比為3∶1，③中反應(yīng)物的物質(zhì)的量配比為4∶1；（II）實(shí)驗(yàn)②和④的其它條件相同，只有反應(yīng)溫度分別是378K、398K，則這組實(shí)驗(yàn)的目的是探究溫度對(duì)產(chǎn)率的影響；（III）實(shí)驗(yàn)①和②的其它條件都相同，只有反應(yīng)時(shí)間分別為3h、4h，因此該組實(shí)驗(yàn)的密度是探究反應(yīng)時(shí)間對(duì)產(chǎn)率的影響；（5）讀圖，橫坐標(biāo)表示反應(yīng)溫度，縱坐標(biāo)表示納米MgO產(chǎn)率，在其它條件相同或不變時(shí)，在378K～411K之間，納米MgO的產(chǎn)率隨溫度升高而升高，之后納米MgO的產(chǎn)率隨溫度升高而降低（或其他條件相同時(shí)，納米MgO的產(chǎn)率隨溫度的升高先升高后降低，或396K左右納米MgO產(chǎn)率最高）。

考點(diǎn)：考查有關(guān)物質(zhì)制備的化學(xué)工藝流程，涉及混合物分離提純的操作方法、溶度積、水的離子積、溶液的pH、離子方程式、設(shè)計(jì)探究實(shí)驗(yàn)方案、根據(jù)圖像規(guī)律溫度對(duì)產(chǎn)率的影響規(guī)律等。