Question

8．三硅酸鎂（MgSi₃O₈•nH₂O）在醫(yī)藥上用于治抗酸藥，能中和胃酸和保護潰瘍面．某工廠用SiO₂、MgSO₄為原料制備Mg₂Si₃O₈•nH₂O，其流程如甲圖：

（1）由步驟①可知泡花堿溶液的溶質(zhì)是Na₂SiO₃（填化學(xué)式），將直徑為1～100nm之間的SiO₂顆粒分散到丙酮中形成的分散系類型是膠體．
（2）工業(yè)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ClO^-+Mn²⁺+2OH^-=Cl^-+MnO₂↓+H₂O．
（3）步驟②反應(yīng)后進行了過濾操作，請在乙圖中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取最后一次洗滌液滴加適量BaCl₂溶液，若無白色沉淀生成，則說明已洗凈．
（4）將0.184g三硅酸鎂加到50.00mL 0.1000mol•L^-1鹽酸中，充分反應(yīng)后，濾去沉淀，用0.1000mol•L^-1NaOH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(jié)束時仰視讀數(shù)，則n值偏高（填“偏高”或“偏低”）．

Answer 1

分析 SiO₂與NaOH反應(yīng)生成Na₂SiO₃，硅酸鈉與硫酸鎂反應(yīng)得到三硅酸鎂沉淀與硫酸鈉溶液，過濾分離，
（1）SiO₂與NaOH反應(yīng)生成Na₂SiO₃；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，還原得到氯離子，NaClO溶液呈堿性，反應(yīng)還生成水；
（3）過濾操作需要用到玻璃儀器有：燒杯、漏斗、玻璃棒，注意過濾中“一貼二低三靠”；Mg₂Si₃O₈•nH₂O沉淀表面會附著硫酸鈉，用BaCl₂溶液檢驗最后一次洗滌液是否含有SO₄^2-，判斷沉淀洗是否滌干凈；
（4）三硅酸鎂與HCl反應(yīng)的化學(xué)方程式為：MgSi₃O₈•nH₂O+4HCl═2MgCl₂+3SiO₂+（n+2）H₂O，剩余的鹽酸用NaOH溶液滴定，消耗30.00mL氫氧化鈉溶液，則與三硅酸鎂反應(yīng)的HCl為0.050L×0.1mol/L-0.030L×0.1mol/L，根據(jù)方程式計算0.184gMgSi₃O₈•nH₂O的物質(zhì)的量，進而計算n的值；
若在滴定結(jié)束時仰視讀數(shù)，V（NaOH）讀數(shù)偏大，測定剩余的鹽酸偏大，則與三硅酸鎂反應(yīng)的鹽酸偏小，故測定MgSi₃O₈•nH₂O的物質(zhì)的量偏小．

解答 解：（1）SiO₂與NaOH反應(yīng)生成Na₂SiO₃，則泡花堿溶液的溶質(zhì)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，還原得到氯離子，NaClO溶液呈堿性，反應(yīng)還生成水，離子方程式為：ClO^-+Mn²⁺+2OH^-=Cl^-+MnO₂↓+H₂O；
故答案為：ClO^-+Mn²⁺+2OH^-=Cl^-+MnO₂↓+H₂O；
（3）過濾操作需要用到玻璃儀器有：燒杯、漏斗、玻璃棒及鐵架臺，過濾操作裝置圖為；
Mg₂Si₃O₈•nH₂O沉淀表面會附著硫酸鈉，取最后一次洗滌液滴加適量BaCl₂溶液，若無白色沉淀生成，則說明已洗凈，
故答案為：；取最后一次洗滌液滴加適量BaCl₂溶液，若無白色沉淀生成，則說明已洗凈；
（4）三硅酸鎂中和HCl反應(yīng)的化學(xué)方程式為：MgSi₃O₈•nH₂O+4HCl═2MgCl₂+3SiO₂+（n+2）H₂O，設(shè)0.184gMgSi₃O₈•nH₂O的物質(zhì)的量是x，則：
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，
則0.0005mol×（260+18n）g/mol=0.184g，解得n=6；
若在滴定結(jié)束時仰視讀數(shù)，V（NaOH）讀數(shù)偏大，測定剩余的鹽酸偏大，則與三硅酸鎂反應(yīng)的鹽酸偏小，故測定MgSi₃O₈•nH₂O的物質(zhì)的量偏小，則n值偏高，
故答案為：6；偏高．

點評 本題考查物質(zhì)制備實驗，涉及離子方程式書寫、過濾、洗滌、化學(xué)式組成的測定等，注意能畫出中學(xué)常見儀器與裝置，要求學(xué)生具有分析和解決問題的能力，難度中等．