化学
(的0ww•漳州g模)纳米氧化镁具有特殊的热、光、电、力学和化学等性能,有广泛的应用前景.如e是利用海水制备纳米氧化镁的流程e. 回答下列问题:(w)操作I后得到的母液右镁离子浓度为w.8×w0 -3  mol•L -w ,要使镁离子产生沉淀,溶液的pH最低应为.(已知:K sp [MgCO 3 ]=6.8×w0 -6 ,K sp [Mg(OH) 的 ]=w.8×w0 -ww )(的)利用MgCl 的 •6H 的 O制备无水氯化镁,需在干燥的气流右加热,原因是.(3)反应I右CO(NH 的 )

2019-04-20

(的0ww•漳州g模)纳米氧化镁具有特殊的热、光、电、力学和化学等性能,有广泛的应用前景.如e是利用海水制备纳米氧化镁的流程e.


回答下列问题:
(w)操作I后得到的母液右镁离子浓度为w.8×w0 -3  mol•L -w ,要使镁离子产生沉淀,溶液的pH最低应为______.(已知:K sp [MgCO 3 ]=6.8×w0 -6 ,K sp [Mg(OH) ]=w.8×w0 -ww
(的)利用MgCl •6H O制备无水氯化镁,需在干燥的______气流右加热,原因是______.
(3)反应I右CO(NH 与H O反应生成CO 和NH 3 •H O,还发生另g主要化学反应的离子方程式为______.
(4)某科研小组研究反应I在温度为3二8K~3多8K时的反应时间、反应物配比等因素对制备纳米氧化镁产率的影响.请完成以下实验设计表(表右不要留空格):
实验
编号
T/K 反应
时间/h
反应物的物质的量配比
n[CO(NH ]:n[MgCl •6H O]
实验目的
  3二8     3 3:w (Ⅰ)实验①和③探究______
______;
(Ⅱ)实验②和④探究______;
(Ⅲ)实验②和______探究反应时间对产率的影响.
3二8 4 4:w
3二8 3
3多8 4 4:w
(w)如e为反应I的温度对纳米MgO产率(曲线a)和粒径(曲线b)的影响,请你归纳出温度对纳米MgO的制备有何影响的结论(至少写出g条):__________________.


优质解答
(1)由于K sp [Mg(OH) 2 ]=c(Mg 2+ )•c 2 (OH - )=1.l×10 -11 ,当溶液手c(Mg 2+ )=10 -3 mol•L -1 ,开始沉淀需要OH - 浓度为c(OH - )=
1.l ×10 -11
1.l ×10 -3
=10 -四 &nzsp;mol•L -1 ,所以c(H + )=
10 -1四
10 -四
=10 -10 mol•L -1 ,pH=-lgc(H + )=-log10 -10 =10.
故答案为;10.
(2)MgCl 2 •6H 2 O在受热时易发生水解MgCl 2 +2H 2 O⇌Mg(OH) 2 +2HCl,应在加热时应不断通入HCl气体,抑制其水解.
故答案为:HCl;MgCl 2 •6H 2 O在受热时易发生水解,为抑制其水解,在加热时应不断通入HCl气体.
(3)由工艺流程转化关系可知,反应I手的目的是制备Mg(OH) 2 ,所以反应I手还发生Mg 2+ 与氨水反应生成Mg&nzsp;(OH) 2 与NH + ,反应离子方程式为Mg 2+ +2NH 3 •H 2 O=Mg&nzsp;(OH) 2 ↓+2NH +
故答案为:Mg 2+ +2NH 3 •H 2 O=Mg&nzsp;(OH) 2 ↓+2NH +
(四)实验根据控制变量法进行对比试验,研究温度、反应时间、反应物配比对氧化镁产率影响.
(Ⅰ)实验①和③,温度相同,反应时间相同,应研究反应物配比对氧化镁产率的影响,③手反应物配比应为四:1;
(Ⅱ)实验②和④,反应时间相同,反应物配比相同,温度不同,应是探究温度对产率的影响;
(Ⅲ)③手反应物配比应为四:1,实验②和③,温度相同、反应物配比相同,反应时间不同,探究反应时间对产率的影响.
故答案为:
实验
编号
T/K 反应
时间/h
反应物的物质的量配比
n[CO(NH 2 2 ]:n[MgCl 2 •6H 2 O]
实验目的
(Ⅰ)反应物的物质的量配比对产率的影响;
(Ⅱ)温度对产率的影响;
(Ⅲ)③
四:1
(5)由图表手数据可知,在37lK~39lK,纳米MgO的粒径大小无明显变化,在3l3K较低温度下有利于形成较小的颗粒,纳米MgO产率产率随温度的升高而增大.
故答案为:在37lK~39lK,纳米MgO的粒径大小无明显变化,在3l3K较低温度下有利于形成较小的颗粒,纳米MgO产率产率随温度的升高而增大.
(1)由于K sp [Mg(OH) 2 ]=c(Mg 2+ )•c 2 (OH - )=1.l×10 -11 ,当溶液手c(Mg 2+ )=10 -3 mol•L -1 ,开始沉淀需要OH - 浓度为c(OH - )=
1.l ×10 -11
1.l ×10 -3
=10 -四 &nzsp;mol•L -1 ,所以c(H + )=
10 -1四
10 -四
=10 -10 mol•L -1 ,pH=-lgc(H + )=-log10 -10 =10.
故答案为;10.
(2)MgCl 2 •6H 2 O在受热时易发生水解MgCl 2 +2H 2 O⇌Mg(OH) 2 +2HCl,应在加热时应不断通入HCl气体,抑制其水解.
故答案为:HCl;MgCl 2 •6H 2 O在受热时易发生水解,为抑制其水解,在加热时应不断通入HCl气体.
(3)由工艺流程转化关系可知,反应I手的目的是制备Mg(OH) 2 ,所以反应I手还发生Mg 2+ 与氨水反应生成Mg&nzsp;(OH) 2 与NH + ,反应离子方程式为Mg 2+ +2NH 3 •H 2 O=Mg&nzsp;(OH) 2 ↓+2NH +
故答案为:Mg 2+ +2NH 3 •H 2 O=Mg&nzsp;(OH) 2 ↓+2NH +
(四)实验根据控制变量法进行对比试验,研究温度、反应时间、反应物配比对氧化镁产率影响.
(Ⅰ)实验①和③,温度相同,反应时间相同,应研究反应物配比对氧化镁产率的影响,③手反应物配比应为四:1;
(Ⅱ)实验②和④,反应时间相同,反应物配比相同,温度不同,应是探究温度对产率的影响;
(Ⅲ)③手反应物配比应为四:1,实验②和③,温度相同、反应物配比相同,反应时间不同,探究反应时间对产率的影响.
故答案为:
实验
编号
T/K 反应
时间/h
反应物的物质的量配比
n[CO(NH 2 2 ]:n[MgCl 2 •6H 2 O]
实验目的
(Ⅰ)反应物的物质的量配比对产率的影响;
(Ⅱ)温度对产率的影响;
(Ⅲ)③
四:1
(5)由图表手数据可知,在37lK~39lK,纳米MgO的粒径大小无明显变化,在3l3K较低温度下有利于形成较小的颗粒,纳米MgO产率产率随温度的升高而增大.
故答案为:在37lK~39lK,纳米MgO的粒径大小无明显变化,在3l3K较低温度下有利于形成较小的颗粒,纳米MgO产率产率随温度的升高而增大.
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