分子筛具有均匀的微孔，其应用非常广泛，可以作高效干燥剂、选择性吸附剂、催化剂、离子交换剂等．常用分子筛为结晶态的硅酸盐或硅铝酸盐，其一种功能是具有筛分功能：只有分子直

Question

分子筛具有均匀的微孔，其应用非常广泛，可以作高效干燥剂、选择性吸附剂、催化剂、离子交换剂等．常用分子筛为结晶态的硅酸盐或硅铝酸盐，其一种功能是具有筛分功能：只有分子直径小于孔穴直径的分子才能通过分子筛的孔穴，如图，
因此其可用于物质的分离提纯．某种型号的分子筛的工业生产简单流程如图所示：

 
图中在加NH₃•H₂O调节pH的过程中，若pH>9会有某种沉淀杂质生成，假设生产流程中铝元素和硅元素均没有损耗，钠原子的利用率为10%．
请回答下列问题：
（1）写出硫酸铝溶液中加入硅酸钠发生反应的离子方程式___．
（2）图中加NH₃•H₂O调节pH=9的目的是想抑制___（填名称）沉淀生成．
（3）生产流程中所得滤液中含有的主要离子有___．
（4）该分子筛的化学式为___．
（5）分子筛的孔道直径为4称为4A型分子筛，当Na⁺被Ca²⁺[r（Ca²⁺）=2.2r（Na⁺）]取代时就制得5A型分子筛，当Na⁺被K⁺取代时就制得3A型分子筛，要高效分离正丁烷（分子直径为4.65）和异丁烷（分子直径为5.6）应该选用___A型分子筛，钠离子的分子筛为___（填“>”“<”或“=”）5A型分子筛．

Answer 1

（1）Al₂（SO₄）₃溶液与Na₂SiO₃溶液反应发生双水解反应生成氢氧化铝沉淀和硅酸沉淀，反应的离子方程式为2Al³⁺+3SiO₃^2-+6H₂O=2Al（OH）₃↓+3H₂SiO₃↓，
故答案为：2Al³⁺+3SiO₃^2-+6H₂O=2Al（OH）₃↓+3H₂SiO₃↓；
（2）氢氧化铝为两性氢氧化物，加MH₃•H₂O调节pH=9防止氢氧化铝杂质结晶析出，故答案为：氢氧化铝；
（3）由钠原子的利用率为10%，且加入氨水，则滤液中一定含有硫酸钠和硫酸铵，生产流程中所得滤液里含有的离子除H⁺、OH^-外含有：Na⁺、NH₄⁺、SO₄^2-，
故答案为：Na⁺、NH₄⁺、SO₄^2-；
（4）n（Al₂O₃）=0.1mol，n（SiO₂）=1mol，因钠原子的利用率为10%，则n（Na₂O）=1mol×10%=0.1mol，又分子筛的质量为87.2g，
则n（H₂O）=(87.2g-0.1mol×102g/mol-1mol×60g/mol-0.1mol×62g/mol)/(18g/mol)=0.6mol，
则n（Na₂O）：n（Al₂O₃）：n（SiO₂）：n（H₂O）=0.1mol：0.1mol：1mol：0.6mol═1：1：10：6，
所以分子筛的化学式为Na₂O•Al₂O₃•10SiO₂•6H₂O或Na₂（Al₂Si₁₀O₂₄）•6H₂O，
故答案为：Na₂O•Al₂O₃•10SiO₂•6H₂O或Na₂（Al₂Si₁₀O₂₄）•6H₂O；
（5）分离正丁烷和异丁烷，应选用分子筛的型号介于4.65A～5.6A之间，应选用5A型；Ca²⁺半径小于K⁺，当Na⁺被Ca²⁺[r（Ca²⁺）=2.2r（Na⁺）]取代时就制得5A型分子筛，当Na⁺被K⁺取代时就制得3A型分子筛，所以钠离子的分子筛为大于5A型分子筛，
故答案为：5A；>．