分子筛具有均匀的微孔结构,分子筛筛分作用见下图。由于分子筛具有吸附能力高,热稳定性强等其它吸附剂所没有的优点,使得分子筛获得广泛的应用。某种型号的分子筛的工业生
题型:不详难度:来源:
分子筛具有均匀的微孔结构,分子筛筛分作用见下图。由于分子筛具有吸附能力高,热稳定性强等其它吸附剂所没有的优点,使得分子筛获得广泛的应用。某种型号的分子筛的工业生产流程可简单表示如下:
在加NH3·H2O调节pH的过程中,若pH控制不当会有Al(OH)3生成,假设生产流程中铝元素和硅元素均没有损耗,钠原子的利用率为10%。 (1)分子筛的孔道直径为4A(1 A=10-10m)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 型分子筛。 (2)A12(SO4)3溶液与Na2SiO3溶液反应生成胶体的离子方程式为 (3)该生产流程中所得滤液里含有的离子除H+、OH-外,主要为 ;检验其中金属阳离子的操作方法是 (4)加NH3·H2O调节pH后,加热到90℃并趁热过滤的原因可能是 (5)该生产流程中所得分子筛的化学式为 |
答案
(12分) (1)5A(1分) (2) 2A13++3SiO32-+ 6H2O=2Al(OH)3+3H2SiO3 (2分) (3)Na+、NH4+、SO42-(2分) 将铂丝(或铁丝)放在酒精灯外焰上灼烧至无色时,蘸取待测溶液再放在酒精灯外焰上灼烧,若火焰呈黄色,说明待测液中含有Na+(2分) (4)加热能促进胶体凝聚,趁热过滤可防止其它杂质结晶析出 (2分) (5)Na(AlSi3O12)·3H2O或 ( Na2O·Al2O3·10SiO2·6H2O)(3分,其它合理答案均给分) |
解析
试题分析:该工艺是利用铝离子和硅酸根离子发生双水解反应,得到胶体,然后通过焙烧后得到分子筛。 (1)根据直径大小,4.65A和5.6A,故使用5A分子筛可以分离; (2)该反应为双水解反应 (3)根据加入物质为Al2(SO4)3、Na2SiO3、NH3·H2O,故Al、Si、Na转化到晶体中,故滤液中有Na+、NH4+、SO42-。检验Na+用焰色反应,检验NH4+用NaOH,再检验NH3; (5)根据原子利用率及守恒关系可以确定分子式。 |
举一反三
地球的海水总量约有1.4×1018t,是人类最大的资源库。 (1)如图利用海水得到淡水的方法为 。
(2)电渗析法是近年发展起来的一种较好的海水淡化技术,其原理如下图。a是电源的 极;Ⅰ口排出的是 (填“淡水” 或“浓水”)。
(3)海水淡化后的浓水中含大量盐分(主要含有Mg2+、Ca2+、Fe3+和SO42-),排入水中会改变水质,排到土壤中会导致土壤盐碱化,故不能直接排放,可以与氯碱工业联产。 电解前需要把浓水精制,所需试剂主要包括:HCl、NaOH、BaCl2、Na2CO3等),其中HCl的作用主要是 。 (4)铀是核反应最重要的燃料,其提炼技术直接关系着一个国家核工业或核武器的发展水平,海水中铀以UCl4形式存在(以离子形式存在),每吨海水只含3.3毫克铀,海水总量极大,铀总量相当巨大。不少国家正在探索海水提铀的方法。现在,已经研制成功一种螯合型离子交换树脂,它专门吸附海水中的铀,而不吸附其他元素。其反应原理为:___________________________(树脂用HR代替),发生离子交换后的离子交换膜用酸处理还可再生并得到含铀的溶液,其反应原理为:________________________。 (5)离子交换树脂法是制备纯水(去离子水) 的主要方法。某阳离子交换树酯的局部结构可写成(如图)。该阳离子交换树脂是由单体苯乙烯和交联剂对二乙烯基苯聚合后再经 反应得到的。自来水与该离子交换树脂交换作用后显 (填“酸性”、“碱性”或“中性”)。
(6)中国《生活用水卫生标准》中规定,水的总硬度不能过大。如果硬度过大,饮用后对人体健康与日常生活有一定影响。暂时硬水的硬度是由 (填阴离子符号)引起的,经 (填操作名称)后可被去掉。永久硬水的硬度可由离子交换法去掉。 |
用菱锌矿(主要成分为碳酸锌,还含有Fe2+、Fe3+、 Mg2+、 Ca2+、Cu2+等)制备氯化锌的一种流程如下:
(1)在反应3前要将菱锌矿研磨,其目的是_______________________________ (2)反应4将Fe2+氧化为Fe3+,该反应的离子方程式为______________________ (3)加入氧化锌调节pH=4.5,反应5的离子方程式为________________________ (4)锌粉不在反应4之前加的原因是____________________________________ (5)若用石墨作电极电解滤液Y,则可以得到参与本流程反应的物质有_________ |
锰锌铁氧体可用于隐形飞机上吸收雷达波涂料。现以废旧锌锰电池为原料制备锰锌铁氧体的主要流程如下:
(1)酸浸时,二氧化锰被双氧水还原的化学方程式为_______。 (2)活性铁粉除汞时,铁粉的作用是______ (填“氧化剂”或“还原剂”或“吸附剂”)。 (3)除汞是以氮气为载气吹入滤液带出汞蒸汽经KMnO4溶液进行吸收而实现的。如下图是KMnO4溶液处于不同pH时对应的Hg去除率变化图,图中物质为Hg与 MnO4-在该pH范围内的主要产物。
①请根据该图给出pH对汞去除率影响的变化规律:______。 ②试猜想在强酸性环境下汞的单位时间去除率高的原因:______。 (4)当x=0.2时,所得到的锰锌铁氧体对雷达波的吸收能力特别强,试用氧化物的形式表示该铁氧体组成____________。 (5)经测定滤液成分后同时加入一定量的MnSO4和铁粉的目的是______。 |
元素锶(Sr)位于周期表第5周期第IIA族。碳酸锶(SrCO3)被广泛用于彩色电视机的阴极射线管。以天青石(主要成分为SrSO4,含不溶性杂质)为原料制取高纯碳酸锶的“煅烧浸取法”部分工艺流程示意如下。
(1)写出与元素锶同族第3周期元素的原子结构示意图: 。 (2)隔绝空气高温焙烧中,若0.5mol SrSO4中只有S被还原,转移了4mol电子。写出该反应的化学方程式: 。 (3)制取高纯碳酸锶过程中,常用乙醇胺(HOCH2CH2NH2)作为CO2吸收剂。乙醇胺水溶液显弱碱性(与NH3溶于水原理相似),原因是 (用离子方程式表示)。 (4)该流程中过滤2之后还有除杂等多步操作,其中最后两步是 。 (5)“低温湿法”是一种制取碳酸锶的方法:将天青石粉末与碳酸钠溶液混合,70oC下加热1~2h后,经一系列操作,得到碳酸锶。主要反应为: SrSO4(s)+CO(aq) SrCO3(s)+SO(aq) [已知:70oC时,Ksp(SrSO4)=3.3×10-7,Ksq(SrCO3)=1.1×10-10] 上述反应的平衡常数K= 。 (6)通过“低温湿法”得到的碳酸锶纯度较低,可能的原因是 (写一种)。 |
工业上生产高氯酸(沸点:90oC)时还同时生产了亚氯酸钠,其工艺流程如下:
(1)冷却过滤的目的是降低NaHSO4的 ,并分离出NaHSO4晶体。 (2)反应器2中发生反应的离子方程式为 ,SO2的 作用是作 剂。 (3)上述工业生产高氯酸的化学反应为:3NaClO3+3H2SO4(浓)=3NaHSO4+HClO4+2ClO2+H2O,氧化产物与还原产物的物质的量之比为 。 (4)可以通过蒸馏滤液的方法得到高氯酸的原因可能是高氯酸的沸点比较 (填“高”或“低”),容易从溶液中逸出,循环使用的物质是 。 |
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