Question

碳酸鎂晶須是一種新型的吸波隱形材料中的增強(qiáng)材料。
（1）合成該物質(zhì)的步驟如下：
步驟1：配制0.5mol·L^-1MgSO₄溶液和0.5mol·L^-1NH₄HCO₃溶液。
步驟2：用量筒量取500mL NH₄HCO₃溶液于1000mL四口燒瓶中，開(kāi)啟攪拌器。溫度控制在50℃。
步驟3：將250mL MgSO₄溶液逐滴加入NH₄HCO₃溶液中，1min內(nèi)滴加完后，用氨水調(diào)節(jié)溶液pH到9.5。
步驟4：放置1h后，過(guò)濾，洗滌。
步驟5：在40℃的真空干燥箱中干燥10h，得碳酸鎂晶須產(chǎn)品（MgCO₃·nH₂O  n=1~5）。
①步驟2控制溫度在50℃，較好的加熱方法是          。
②步驟3生成MgCO₃·nH₂O沉淀的離子方程式為        。
③步驟4檢驗(yàn)是否洗滌干凈的方法是           。
（2）測(cè)定合成的MgCO₃·nH₂O中的n值。
稱(chēng)量1.000g碳酸鎂晶須，放入如圖所示的廣口瓶中加入水滴入稀硫酸與晶須反應(yīng)，生成的CO₂被NaOH溶液吸收，在室溫下反應(yīng)4~5h，反應(yīng)后期將溫度升到30℃，最后的燒杯中的溶液用已知濃度的鹽酸滴定，測(cè)得CO₂的總量；重復(fù)上述操作2次。

①圖中氣球的作用是           。
②上述反應(yīng)后期要升溫到30℃，主要目的是         。
③設(shè)3次實(shí)驗(yàn)測(cè)得每1.000g碳酸鎂晶須產(chǎn)生的CO₂平均值為a mol，則n值為      （用含a的表達(dá)式表示）。
（3）稱(chēng)取100g上述晶須產(chǎn)品進(jìn)行熱重分析，熱重曲線如圖。

則該條件下合成的晶須中，n=      （選填：1、2、3、4、5）。

Answer 1

（1）①水浴加熱       ②Mg²⁺+HCO₃^-+NH₃·H₂O+(n-1)H₂O=MgCO₃·nH₂O+NH₄⁺
③取最后一次洗滌液少量，加入鹽酸酸化的BaCl₂溶液，若不出現(xiàn)沉淀，即洗滌干凈
（2）①平衡壓強(qiáng)
②溫度升高氣體溶解度減小，使廣口瓶水中溶解的二氧化碳?xì)怏w逸出被氫氧化鈉充分吸收；
③（1.000-84a）/18a
（3）1

解析試題分析：（1）①水浴加熱受熱均勻，易于控制，不高于100℃均可采用水浴加熱；②Mg²⁺+HCO₃^-+NH₃·H₂O+(n-1)H₂O=MgCO₃·nH₂O+NH₄⁺     ③沉淀表面有殘留物，可以通過(guò)洗滌液中含有的雜質(zhì)離子如SO₄^2-來(lái)判斷是否洗滌干凈；（2）①反應(yīng)體系產(chǎn)生氣體，防止壓強(qiáng)過(guò)大發(fā)生危險(xiǎn)，起到緩沖的作用；②溫度升高氣體溶解度減小，使廣口瓶水中溶解的二氧化碳?xì)怏w逸出被氫氧化鈉充分吸收；
③n(MgCO₃)=n(CO₂)="a" mol
m(H₂O)=(1.000-84a)g
n(H₂O)=（1.000-84a）/18 mol
故n=（1.000-84a）/18a
（3）從圖中可以得出MgCO₃·nH₂O變成82.3g時(shí)為失去結(jié)晶水的反應(yīng)，最后得到的是MgO。
100×18n/（84+18n）=100-82.3   
n=1
考點(diǎn)：以物質(zhì)組成的測(cè)定為載體，考查化學(xué)實(shí)驗(yàn)中條件的選擇、洗滌操作、計(jì)算能力、實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)等有關(guān)問(wèn)題。