Question

納米氧化鎂具有特殊的熱、光、電、力學和化學等性能，有廣泛的應用前景。下圖是利用海水制鹽的副產品制備納米氧化鎂的流程圖。

（1）操作I包括蒸發結晶、____________。
（2）操作I后得到的母液中鎂離子濃度為1.8×10^－3 mol·L^－1，要使鎂離子產生沉淀，溶液的pH最低應為_____________。(已知：K_sp[Mg(OH)₂]= 1.8×10^－11)
（3）反應I中CO(NH₂)₂與H₂O反應生成CO₂和NH₃·H₂O，還發生另一主要化學反應的離子方程式為______________________________。
（4）某科研小組研究反應I在378K～398K時的反應時問、反應物的物質的量配比等因素對制備納米氧化鎂產率的影響。請完成以下實驗設計表：

實驗 編號	T/K	反應 時間/h	反應物的物質的量配比 n[CO(NH2)2]∶n[MgCl2?6H2O]	實驗目的
①	378	3	3∶1	(I)實驗①和③探究探究反應物的物質的量配比對產率的影響； (II)實驗②和④探究        ； (III)實驗②和  探究反應時間對產 率的影響。
②	378	4	4∶1
③	378	3
④	398	4	4∶1

 
（5）下圖為反應的溫度對納米MgO產率的影響。請歸納出溫度對納米MgO產率的影響規律________________________________。

Answer 1

（16分）
（1）過濾（2分）（寫趁熱過濾1分）
（2）10（3分）
（3）Mg²⁺+2NH₃·H₂O=Mg(OH)₂↓ + 2NH₄⁺ （3分）
（4）③4∶1 （2分） （II）溫度對產率的影響（2分） （III）③（1分）
（5）其他條件相同時，在376K~411K，納米MgO的產率隨溫度升高而升高，之后納米MgO的產率隨溫度升高而降低（或其他條件相同時，納米MgO的產率隨溫度的升高先升高后降低，或396K左右納米MgO產率最高）（3分）

試題分析：（1）較高溫度時NaCl等溶解度小于MgCl₂等物質，聯系海水曬鹽推斷，操作I包括蒸發結晶、過濾，濾渣主要成分是粗鹽，濾液主要成分是MgCl₂等；（2）由于Mg(OH)₂(s)Mg²⁺+2OH^－，K_sp[Mg(OH)₂]=c(Mg²⁺)?c²(OH^－)，則c²(OH^－)=，c(OH^－)==mol/L=1.0×10^－4 mol/L；由于K_w= c(H⁺)?c(OH^－)，則c(H⁺)== mol/L=1.0×10^－10 mol/L；由于pH="—lg" c(H⁺)=10，則使鎂離子開始沉淀的pH最小為10；（3）可溶性鎂鹽溶液與氨水反應可以制取氫氧化鎂，該反應為Mg²⁺+2NH₃·H₂O=Mg(OH)₂↓ + 2NH₄⁺ ；（4）（I）實驗①和③探究探究反應物的物質的量配比對產率的影響，則實驗①和③中其它條件都相同，只有反應物的物質的量配比不同，①中反應物的物質的量配比為3∶1，③中反應物的物質的量配比為4∶1；（II）實驗②和④的其它條件相同，只有反應溫度分別是378K、398K，則這組實驗的目的是探究溫度對產率的影響；（III）實驗①和②的其它條件都相同，只有反應時間分別為3h、4h，因此該組實驗的密度是探究反應時間對產率的影響；（5）讀圖，橫坐標表示反應溫度，縱坐標表示納米MgO產率，在其它條件相同或不變時，在378K～411K之間，納米MgO的產率隨溫度升高而升高，之后納米MgO的產率隨溫度升高而降低（或其他條件相同時，納米MgO的產率隨溫度的升高先升高后降低，或396K左右納米MgO產率最高）。