Question

13．三硅酸鎂（Mg₂Si₃O₈•nH₂O）在醫藥上用于制抗酸藥，能中和胃酸和保護潰瘍面．工廠用SiO₂，MgSO₄為原料制備Mg₂Si₃O₈•nH₂O，其流程如圖：
（1）由步驟①可知泡花堿溶液的溶質是Na₂SiO₃（填化學式），將直徑為1～100SiO₂顆粒分散到丙酮中形成的分散系類型是膠體．
（2）工業上制備的MgSO₄溶液中常含有Mn²⁺，請寫出NaClO溶液將Mn²⁺氧化為MnO₂的離子方程式：Mn²⁺+ClO^-+H₂O=MnO₂↓+Cl^-+2H⁺．
（3）步驟②反應后進行了過濾操作，請補畫出過濾時使用的玻璃儀器；
步驟③中確定Mg₂Si₃O₈•nH₂O沉淀已洗滌干凈的方法是取洗滌液少許于試管中，加入幾滴BaCl₂溶液，若不產生白色沉淀，則沉淀已洗滌干凈．
（4）將0.184g三硅酸鎂加到50.00mL 0.1000mol•L^-1鹽酸中，充分反應后，濾去沉淀，用0.1000mol•L^-1 NaOH溶液滴定剩余的鹽酸，消耗NaOH溶液30.00mL，則Mg₂Si₃O₈•nH₂O中n值為6；若在滴定結束時仰視讀數，則n值偏高（填“偏高”或“偏低”）

Answer 1

分析 （1）SiO₂與NaOH反應生成Na₂SiO₃；將直徑為1～100nm的SiO₂顆粒分散到丙酮中形成膠體；
（2）NaClO溶液將Mn²⁺氧化為MnO₂；
（3）過濾操作裝置為，其中A、B、C為玻璃儀器；制備Mg₂Si₃O₈•nH₂O時，用到gSO₄，沉淀混有SO₄^2-，檢驗SO₄^2-判斷沉淀洗滌情況；
（4）三硅酸鎂中和HCl反應的化學方程式為：MgSi₃O₈•nH₂O+4HCl═2MgCl₂+3SiO₂+（n+2）H₂O，設0.184gMgSi₃O₈•nH₂O的物質的量是x，列式計算；
若在滴定結束時仰視讀數，V（NaOH）讀數偏大，測定剩余的鹽酸偏大，與三硅酸鎂反應的鹽酸偏小，x值偏小，n值偏高．

解答 解：（1）SiO₂與NaOH反應生成Na₂SiO₃，則泡花堿溶液的溶質為Na₂SiO₃；將直徑為1～100nm的SiO₂顆粒分散到丙酮中形成膠體；
故答案為：Na₂SiO₃；膠體；
（2）NaClO溶液將Mn²⁺氧化為MnO₂，離子方程式為Mn²⁺+ClO^-+H₂O=MnO₂↓+Cl^-+2H⁺；
故答案為：Mn²⁺+ClO^-+H₂O=MnO₂↓+Cl^-+2H⁺；
（3）過濾操作裝置為，其中A、B、C為玻璃儀器；制備Mg₂Si₃O₈•nH₂O時，用到gSO₄，沉淀混有SO₄^2-，步驟③中，取洗滌液少許于試管中，加入幾滴BaCl₂溶液，若不產生白色沉淀，則沉淀已洗滌干凈；
故答案為：；取洗滌液少許于試管中，加入幾滴BaCl₂溶液，若不產生白色沉淀，則沉淀已洗滌干凈；
（4）三硅酸鎂中和HCl反應的化學方程式為：MgSi₃O₈•nH₂O+4HCl═2MgCl₂+3SiO₂+（n+2）H₂O，
根據化學方程式，設0.184gMgSi₃O₈•nH₂O的物質的量是x，得
MgSi₃O₈•nH₂O+4HCl═2MgCl₂+3SiO₂+（n+2）H₂O
1             4
x  0.050L×0.1mol/L-0.030L×0.1mol/L，
解得x=0.0005mol，所以MgSi₃O₈•nH₂O的摩爾質量是$\frac{0.184g}{0.0005mol}$=368g/mol，Mg₂Si₃O₈的摩爾質量為260g/mol，所以18n=108，即n=6；
若在滴定結束時仰視讀數，V（NaOH）讀數偏大，測定剩余的鹽酸偏大，與三硅酸鎂反應的鹽酸偏小，x值偏小，n值偏高；
故答案為：6；偏高．

點評 本題考查制備Mg₂Si₃O₈•nH₂O，要求學生具有分析和解決問題的能力，難度大．