Question

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                              

Answer

（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。

考点：本题以工艺流程为基础，考元素及化合物、化学实验基本操作、化学计算等相关知识。