Question

【題目】碳酸鎂水合物是制備鎂產(chǎn)品的中間體。

Ⅰ.（制取MgCO33H2O）工業(yè)上從弱堿性鹵水（主要成分為MgCl2）中獲取MgCO33H2O的方法如圖1：

（1）沉淀過(guò)程得到了MgCO33H2O晶體和氯化鈉的混合物，寫出沉淀過(guò)程發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式：________________________________________________。

（2）過(guò)濾需要用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒和______，證明MgCO33H2O沉淀已洗滌干凈的方法是，取最后一次洗滌液，_____________________________，說(shuō)明已洗凈。

（3）沉淀過(guò)程的溶液中鎂離子含量隨時(shí)間的變化如圖3所示，不同溫度下所得到沉淀產(chǎn)物如下表所示。

溫度（℃）	產(chǎn)物
46.95	MgCO33H2O
47.95	MgCO33H2O
48.95	MgCO33H2O
49.95	Mg5（OH）2（CO3）44H2O

則沉淀過(guò)程選擇的溫度為________，理由是此溫度下，Mg2+沉淀的速率較快，沉淀效率較高，且不會(huì)生成其它沉淀。

Ⅱ.（測(cè)定MgCO33H2O的純度）

（查閱資料）

a.堿石灰是CaO與NaOH的固體混合物。

b．MgCO33H2O+H2SO4=MgSO4+CO2↑+4H2O。

c．Mg5（OH）2（CO3）44H2O也可以表示為Mg（OH）24 MgCO34H2O，其相對(duì)分子質(zhì)量為466，能與硫酸反應(yīng)生成CO2。

（實(shí)驗(yàn)步驟）

利用如下圖所示裝置（圖中夾持儀器略去）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以確定MgCO33H2O的純度。

依據(jù)實(shí)驗(yàn)過(guò)程回答下列問(wèn)題：

（1）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后需持續(xù)緩緩?fù)ㄈ肟諝猓�其作用�?/span>______________________________。

（2）C裝置中反應(yīng)生成CaCO3的化學(xué)方程式為_______________________；D中堿石灰的作用為_______________________________。

（3）下列各項(xiàng)措施中，能提高測(cè)定準(zhǔn)確度的是_________（填標(biāo)號(hào)）。

a在加入硫酸之前，應(yīng)排凈裝置內(nèi)的CO2氣體

b為了縮短實(shí)驗(yàn)時(shí)間，快速滴加硫酸

c在B～C之間增添盛有濃硫酸的洗氣裝置

d在C裝置左側(cè)導(dǎo)管末端增添多孔球泡

e將C裝置中澄清石灰水換成Ba（OH）2溶液

（4）實(shí)驗(yàn)中準(zhǔn)確稱取15.0g樣品三份，進(jìn)行三次測(cè)定，測(cè)得生成CaCO3沉淀的平均質(zhì)量為10.0g。請(qǐng)計(jì)算樣品中MgCO33H2O的純度（寫出計(jì)算過(guò)程）。______

（5）若獲取MgCO33H2O的樣品中含有少量Mg5（OH）2（O3）44H2O，則樣品中MgCO33H2O的純度___（填“偏大”“不變”或“偏小”）。

Answer 1

【答案】MgCl2+CO2+2NaOH+2H2O═MgCO33H2O↓+2NaCl 漏斗 加入硝酸銀溶液，無(wú)沉淀產(chǎn)生 48.95℃ 使裝置內(nèi)殘留的二氧化碳全部被C吸收 Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓+H2O 防止空氣中的二氧化碳和水進(jìn)入C裝置 a d e 92% 偏大

【解析】

根據(jù)給出的轉(zhuǎn)化關(guān)系對(duì)應(yīng)的過(guò)程分析每個(gè)對(duì)應(yīng)的問(wèn)題，或者直接分析每個(gè)問(wèn)題，從給出的信息中找對(duì)應(yīng)的信息。

（1）沉淀過(guò)程得到了MgCO33H2O晶體和氯化鈉的混合物，反應(yīng)物為氯化鎂、二氧化碳以及氫氧化鈉，結(jié)合質(zhì)量守恒定律判斷反應(yīng)物有水，對(duì)應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式：MgCl2+CO2+2NaOH+2H2O═MgCO33H2O↓+2NaCl；

（2）過(guò)濾需要用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒和 漏斗，證明MgCO33H2O沉淀已洗滌干凈即表面沒有附著的氯化鈉，也就是檢驗(yàn)氯離子，檢驗(yàn)氯離子用硝酸銀，具體的方法是，取最后一次洗滌液，加入硝酸銀溶液，無(wú)沉淀產(chǎn)生，說(shuō)明已洗凈；

（3）根據(jù)給出的圖和數(shù)據(jù)可知，沉淀過(guò)程選擇的溫度為 48.95℃，理由是此溫度下，Mg2+沉淀的速率較快，沉淀效率較高，且不會(huì)生成其它沉淀；

[測(cè)定MgCO33H2O的純度]（1）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后需持續(xù)緩緩?fù)ㄈ肟諝�，其作用�?/span> 使裝置內(nèi)殘留的二氧化碳全部被C吸收，這樣測(cè)量結(jié)果更準(zhǔn)確；

（2）C裝置中是二氧化碳和氫氧化鈣反應(yīng)生成水和CaCO3，對(duì)應(yīng)的化學(xué)方程式為 Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓+H2O；D中堿石灰的作用為 防止空氣中的二氧化碳和水進(jìn)入C裝置；

（3）a、在加入硫酸之前，應(yīng)排凈裝置內(nèi)的CO2氣體，避免本身存在的二氧化碳的造成的干擾，故正確；

b、為了縮短實(shí)驗(yàn)時(shí)間，快速滴加硫酸，導(dǎo)致二氧化碳可能來(lái)不及和氫氧化鈣反應(yīng)而逸出，故錯(cuò)誤；

c、在B～C之間增添盛有濃硫酸的洗氣裝置，排除了水，但是由于實(shí)驗(yàn)關(guān)注的是沉淀的質(zhì)量，而 水的存在不影響碳酸鈣的質(zhì)量，所以沒有必要，故錯(cuò)誤；

d、在C裝置左側(cè)導(dǎo)管末端增添多孔球泡，利于二氧化碳與氫氧化鈣的反應(yīng)，提高了吸收效果，故正確；

e、將C裝置中澄清石灰水換成Ba（OH）2溶液，這樣測(cè)量誤差會(huì)更小，利于提高測(cè)量的準(zhǔn)確度，故正確；

（4）設(shè)樣品中MgCO33H2O的純度為 x，

由MgCO33H2O+H2SO4=MgSO4+CO2↑+4H2O和Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓+H2O可得關(guān)系式為：

x=92%；

（5）若獲取MgCO33H2O的樣品中含有少量Mg5（OH）2（CO3）44H2O，其含碳量為 ×100%≈10.3%，而MgCO33H2O含碳量為×100%≈8.7%，雜質(zhì)的含碳量高于MgCO33H2O，所以根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理會(huì)導(dǎo)致樣品中MgCO33H2O的純度偏大。