Question

“分子筛”是一种具有多孔结构的铝硅酸盐(NaAlSiO₄·nH₂O)，其中有许多笼状孔穴和通道，能让直径比孔穴小的分子通过而将大的分子留在外面，故此得名。利用铝灰(主要成分为Al、Al₂O₃、AlN、FeO等)制备“分子筛”的一种工艺流程如下：

（1）“分子筛”的化学式用氧化物形式可表示为_______________。

（2）铝灰水解产生的气体为________(填化学式)，该气体分子中极性键的数目为___________；“水解”在加热条件下而不在室温下进行的原因是________________________。

（3）“酸溶”时，发生氧化还原反应的离子方程式为_________________________________。

（4）该工艺中滤渣的颜色为________________________。

（5）某学习小组设计实验模拟从浓缩海水(含Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-)中提取试剂级NaCl：

①实验中若向浓缩海水中加入的是Na₂CO₃浓溶液，则有难溶的Mg₂(OH)₂CO₃生成，同时有气体逸出。该反应的离子方程式为__________________________________。

②该学习小组发现上述实验即使BaCl₂用量不足，第Ⅲ步沉淀中依然含有少量BaCO₃。从平衡角度分析其原因：_____________________________________________。

Answer

Na2O·Al2O3·2SiO2·2nH2O NH3 3 加快AlN水解反应速率，降低NH3在水中的溶解度，促使NH3逸出 2Al+6H+=2Al3++3H2↑ 红褐色 2CO32-+2Mg2++H2O=Mg2(OH)2CO3↓+CO2↑ 加入的CO32-使BaSO4的沉淀溶解平衡向溶解方向移动，从而形成BaCO3

【解析】（1）铝硅酸盐(NaAlSiO4·nH2O)组成复杂，用氧化物表示时，金属氧化物在前，非金属氧化物在后，利用原子守恒规律可得Na2O·Al2O3·2SiO2·2nH2O；正确答案：Na2O·Al2O3·2SiO2·2nH2O。

（2）铝灰(主要成分为Al、Al2O3、AlN、FeO等)中只有AlN和水发生水解反应生成氢氧化铝沉淀和氨气；氨气分子为极性分子，含有极性键的数目为3个；加热可以促进氮化铝水解生成氨气,降低在水中的溶解度,促使逸出；正确答案：NH3；3；加快AlN水解反应速率，降低NH3在水中的溶解度，促使NH3逸出。

（3）“酸溶”时，金属铝与酸反应生成铝盐和氢气，离子方程式为：2Al+6H+=2Al3++3H2↑；正确答案：2Al+6H+=2Al3++3H2↑。

（4）铁离子在碱性条件下生成氢氧化铁红褐色沉淀，该工艺中滤渣的颜色为红褐色；正确答案：红褐色。

（5）①实验中若向浓缩海水中加入的是Na2CO3浓溶液，则有难溶的Mg2(OH)2CO3生成，同时有二氧化碳气体逸出，该反应的离子方程式为：2CO32-+2Mg2++H2O=Mg2(OH)2CO3↓+CO2↑；正确答案：2CO32-+2Mg2++H2O=Mg2(OH)2CO3↓+CO2↑。

②加入的CO32-使BaSO4的沉淀溶解平衡向溶解方向移动，从而形成BaCO3，因此上述实验即使BaCl2用量不足，第Ⅲ步沉淀中依然含有少量BaCO3；正确答案：加入的CO32-使BaSO4的沉淀溶解平衡向溶解方向移动，从而形成BaCO3。