Question

納米氧化鎂具有特殊的熱、光、電、力學(xué)等性能，下圖是利用海水制備納米氧化鎂的流程圖。已知：K_sp(MgCO₃)＝6.8×10^－6，K_sp[Mg(OH)₂]＝1.8×10^－11。

回答下列問題：

(1)操作Ⅰ后在室溫下測(cè)得母液中鎂離子濃度為1.8×10^－3 mol·L^－1，要使鎂離子產(chǎn)生沉淀，溶液的pH最低應(yīng)為________。

(2)反應(yīng)Ⅰ中CO(NH₂)₂與H₂O反應(yīng)生成CO₂和NH₃·H₂O，還發(fā)生的另一主要化學(xué)反應(yīng)的離子方程式為_______________________________。

(3)某科研小組研究反應(yīng)Ⅰ在溫度為378～398 K時(shí)的反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)物配比等因素對(duì)制備納米氧化鎂產(chǎn)率的影響。請(qǐng)完成以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表(表中不要留空格)：

實(shí)驗(yàn) 編號(hào)	T/K	反應(yīng) 時(shí)間/h	反應(yīng)物的物質(zhì)的量配比n[CO(NH2)2]∶ n(MgCl2·6H2O)	實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
①	378	3	3∶1	(1)實(shí)驗(yàn)①和③探究________。 (2)實(shí)驗(yàn)②和④探究________。 (3)實(shí)驗(yàn)②和________探究反應(yīng)時(shí)間對(duì)產(chǎn)率的影響。
②	378	4	4∶1
③	378	3
④	398	4	4∶1

(4)如圖為反應(yīng)Ⅰ的溫度對(duì)納米MgO產(chǎn)率(曲線a)和粒徑(曲線b)的影響，請(qǐng)你歸納出溫度對(duì)納米MgO的制備有何影響(至少寫出一條)：___________________________________。

Answer 1

解析　本題考查納米氧化鎂的制備，意在考查考生運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理解決問題的能力以及控制變量法在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用。

(1)當(dāng)鎂離子開始沉淀時(shí)，c(OH^－)＝mol·L^－1＝1×10^－4 mol·

L^－1，根據(jù)室溫下K_W＝1×10^－14可得pH＝10。

(2)氯化鎂與氨水發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)：Mg^2＋＋2NH₃·H₂O===Mg(OH)₂↓＋

2NH₄^＋。(3)本題考查控制變量法的運(yùn)用。實(shí)驗(yàn)①和③的反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間都相同，所以研究的是反應(yīng)物的物質(zhì)的量配比對(duì)產(chǎn)率的影響，結(jié)合其他實(shí)驗(yàn)可知實(shí)驗(yàn)③中反應(yīng)物的物質(zhì)的量配比為4∶1。實(shí)驗(yàn)②和④的反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)物的物質(zhì)的量配比都相同，但溫度不同，顯然是探究溫度對(duì)產(chǎn)率的影響。探究反應(yīng)時(shí)間對(duì)產(chǎn)率的影響，需使反應(yīng)溫度、反應(yīng)物物質(zhì)的量配比都相同，顯然是②和③。(4)從圖像可以看出，在378～398 K，納米MgO的粒徑大小無明顯變化；在383 K時(shí)有利于形成較小的顆粒；產(chǎn)率隨溫度的升高而增大等。

答案　(1)10　(2)Mg^2＋＋2NH₃·H₂O===Mg(OH)₂↓＋2NH₄^＋

(3)4∶1　反應(yīng)物的物質(zhì)的量配比對(duì)產(chǎn)率的影響　溫度對(duì)產(chǎn)率的影響�、�

(4)在378～398 K，納米MgO的粒徑大小無明顯變化(或在383 K時(shí)有利于形成較小的顆粒；產(chǎn)率隨溫度的升高而增大等其他合理答案)