Question

【題目】過氧化鎂(MgO2)是一種鎂精細化工產(chǎn)品。在醫(yī)療上可用來治療消化不良、胃酸過多等疾病。在環(huán)境保護方面，過氧化鎂可用來處理地下水污染的土壤。還可以用于牙膏，對牙齒有漂白和防過敏的作用。某化學(xué)興趣小組對過氧化鎂的性質(zhì)和制備等進行了以下研究。

一．過氧化鎂的性質(zhì)

(1)過氧化鎂(其中氧元素的化合價為 __________)是一種白色的粉末，其外觀與物理性質(zhì)與氧化鎂相似�；瘜W(xué)性質(zhì)不夠穩(wěn)定，不溶于水，但逐漸的被分解放出氧氣。過氧化鎂有強氧化性，常溫下比較穩(wěn)定，但是加熱時會分解生成氧氣和氧化鎂。請下出該反應(yīng)的化學(xué)方程式____________。

(2)過氧化鎂易溶于稀鹽酸，發(fā)生反應(yīng)：MgO2+2HCl=MgCl2+H2O2同時溫度升高，說明該反應(yīng)_______________熱量(填“放出”或“吸收”)。

二．過氧化鎂的制備

下圖是利用堿式碳酸鎂【Mg2( OH)2CO3】和30%的過氧化氫溶液來制取過氧化鎂。

【資料】①堿式碳酸鎂與碳酸鎂有相似的化學(xué)性質(zhì)，能與稀鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳

②氧化鎂與過氧化氫反應(yīng)放出大量的熱

(3)檢測煅燒過程堿式碳酸鎂完全分解的方法是_________________(寫出具體的操作和現(xiàn)象)；上述生產(chǎn)過程加入穩(wěn)定的劑的作用是_________________。

(4)用上述堿式碳酸鎂在 550、600、650 及 700 ℃ 下煅燒一定的時間生成氧化鎂。用上述條件制備的氧化鎂分別與 30% 雙氧水反應(yīng)合成過氧化鎂產(chǎn)率(見圖1和圖2)。堿式碳酸鎂煅燒的溫度適宜控制在______℃，煅燒的時間適宜控制在_____h。

(5)結(jié)果分析：在適宜的溫度和時間下，堿式碳酸鎂能完全分解，并且得到的氧化鎂顆粒表面積最大，能與30%過氧化氫充分反應(yīng)，所以產(chǎn)率高。推測700℃時，產(chǎn)率明顯降低的可能的原因__________。

三．過氧化鎂產(chǎn)品純度檢測

在生產(chǎn)過程中，過氧化鎂中常常含有少量的氧化鎂雜質(zhì)(其他雜質(zhì)不考慮)，以下是該小組進行純度檢測的實驗裝置和實驗步驟。

檢查裝置氣密性，裝入藥品(樣品質(zhì)量為0.7g)，調(diào)節(jié)刻度管使左右兩邊液面相平，刻度管度數(shù)為10.0mL。

打開分液漏斗開關(guān)，待瓶中無氣泡產(chǎn)生時，關(guān)閉開關(guān)。

再次調(diào)節(jié)刻度管使左右兩邊液面相平，刻度管度數(shù)為122mL。

(6)稀鹽酸中放入的少量硫酸銅溶液目的是__________________。

(7)根據(jù)上面實驗數(shù)據(jù)計算樣品中過氧化鎂的質(zhì)量分數(shù)__________(寫出具體的計算過程，實驗條件下O2密度為1.429g/L)。

(8)該小組同學(xué)所測得質(zhì)量分數(shù)比實際結(jié)果偏大，你覺得可能的原因是（_______）

A.生成的氧氣有少量溶于水 B.未等裝置冷卻到室溫就開始讀數(shù)

C.雜質(zhì)與鹽酸反應(yīng)能產(chǎn)生少量的氣體 D.滴入的稀鹽酸占了一部分氣體的體積

Answer 1

【答案】 －1價 2MgO22MgO+O2↑ 放熱 取少量煅燒后的固體，滴入稀鹽酸，無氣泡產(chǎn)生 防止過氧化氫受熱分解或防止過氧化鎂受熱分解 650 2 700℃時，生成的氧化鎂顆粒的表面積減小，與過氧化氫反應(yīng)不充分 作過氧化氫分解的催化劑(答到催化作用給分) 80% B

【解析】一、過氧化鎂的性質(zhì)(1)過氧化鎂中鎂元素顯+價，設(shè)氧元素的化合價為x，則+2+2x=0，故（氧元素的化合價為-1價)是一種白色的粉末，其外觀與物理性質(zhì)與氧化鎂相似�；瘜W(xué)性質(zhì)不夠穩(wěn)定，不溶于水，但逐漸的被分解放出氧氣。過氧化鎂有強氧化性，常溫下比較穩(wěn)定，但是加熱時會分解生成氧氣和氧化鎂�；瘜W(xué)方程式為：2MgO2 2MgO+O2↑；(2)過氧化鎂易溶于稀鹽酸，發(fā)生反應(yīng)：MgO2+2HCl=MgCl2+H2O2同時溫度升高，說明該反應(yīng)放出熱量；二、過氧化鎂的制備：(3)檢測煅燒過程堿式碳酸鎂完全分解的方法是取少量煅燒后的固體，滴入稀鹽酸，無氣泡產(chǎn)生；上述生產(chǎn)過程加入穩(wěn)定劑的作用是防止過氧化氫受熱分解或防止過氧化鎂受熱分解；（4）由圖是信息可知，在溫度650和2小時時產(chǎn)率達到最高值，故堿式碳酸鎂煅燒的溫度適宜控制在650℃，煅燒的時間適宜控制在2h；(5)結(jié)果分析：在適宜的溫度和時間下，堿式碳酸鎂能完全分解，并且得到的氧化鎂顆粒表面積最大，能與30%過氧化氫充分反應(yīng)，所以產(chǎn)率高。推測700℃時，產(chǎn)率明顯降低的可能的原因：700℃時，生成的氧化鎂顆粒的表面積減小，與過氧化氫反應(yīng)不充分；三、過氧化鎂產(chǎn)品純度檢測：(6)稀鹽酸中放入的少量硫酸銅溶液目的是：作過氧化氫分解的催化劑；(7) 設(shè)樣品中過氧化鎂的質(zhì)量為，反應(yīng)后刻度管度數(shù)為122mL，故生成氧氣的體積為122 mL-10 mL=112 mL，由MgO2+2HCl=MgCl2+H2O2，2H2O22H2O+O2↑得，

2MgO2~~~~~~ O2

112 32

1.429g/L

=0.56g

所以樣品中過氧化鎂的質(zhì)量分數(shù)為： ； (8)該小組同學(xué)所測得質(zhì)量分數(shù)比實際結(jié)果偏大，可能的原因是：A、生成的氧氣有少量溶于水，會使測得的過氧化鎂質(zhì)量減小，質(zhì)量分數(shù)減小；B、未等裝置冷卻到室溫就開始讀數(shù)，由于氣體受熱膨脹，會使側(cè)得的氧氣體積增大，過氧化鎂質(zhì)量增大，故是樣品中過氧化鎂的質(zhì)量分數(shù)增大；C、雜質(zhì)與鹽酸反應(yīng)能產(chǎn)生少量的氣體，會使氧氣的體積偏小，會使測量結(jié)果偏小；D、滴入的稀鹽酸占了一部分氣體的體積，導(dǎo)致氧氣的實際體積偏小，會使測量結(jié)果偏小。