Question

堿式碳酸鎂密度小，是橡膠制品的優良填料．其組成一般以xMgCO₃?yMg（OH）₂表示．

【探究一】
堿式碳酸鎂的制備堿式碳酸鎂可用MgCO₃和（NH₄）2CO₃
作原料制備．取一定量的原料放入三頸燒瓶中，并將三頸燒瓶放在恒溫水浴鍋中加熱（如圖所示），加入一定量蒸餾水，開啟攪拌器同時加入預定的氨水，待溫度到達40℃時滴加鹵水（氯化鎂溶液）并繼續滴入氨水，保持10分鐘，一段時間后過濾洗滌，濾出的固體在120℃干燥得到堿式碳酸鎂產品．回答下列問題：
（1）①攪拌的目的是______；②選擇水浴加熱方式，其優點是______．
（2）所得堿式碳酸鎂產品中常檢出有少量Cl-，其原因是混有______（填化學式）．
（3）圖1設計實驗檢驗堿式碳酸鎂中含有Cl-

實　 驗　 操　 作	實驗現象	實驗結論
①取樣溶解，向樣品溶液中滴加過量稀硝酸． ②再向上述所得溶液加______溶液	現象①______； 現象②______；	含有Cl-

【探究二】定量測定堿式碳酸鎂的組成
現利用圖2所示裝置（圖中夾持儀器略去）進行實驗，充分反應后，測定B中生成的BaCO₃沉淀質量，以確定堿式碳酸鎂中MgCO₃的質量分數．請回答下列問題．
（1）若測定值比實際值小，可能的原因有______．（填序號）
①裝置A中水蒸氣、HCl等進入裝置B中
②裝置A中CO₂未完全進入裝置B
③CO₂氣流速度太快導致Ba（OH）₂未完全吸收
④鹽酸未滴加過量
（2）為減少誤差，現采取一些措施：為防止HCl進入B裝置，可在A、B之間增加裝有______（填藥品名稱或化學式）溶液的洗氣瓶；將裝置B中的長導管下方增加一個帶孔球泡，可以提高______；在裝置B的后面再增加一個裝有______（填藥品名稱或化學式）的干燥管．
（3）準確稱取8.00g樣品三份，進行測定，測得BaCO₃平均質量為3.94g．試計算樣品中MgCO₃的質量分數（寫出計算過程）．

Answer 1

解：【探究一】（1）①在原料中加入蒸餾水攪拌的作用是加快原料的溶解速度；②水浴加熱使受熱均勻；
（2）氯化鎂與碳酸銨反應生成碳酸鎂沉淀和氯化銨，所以所得堿式碳酸鎂產品中常檢出有少量Cl-，其原因是混有NH₄Cl；
（3）氯離子的檢驗方法是先加入過量的硝酸，把碳酸根離子反應掉，碳酸根離子與硝酸反應產生二氧化碳，所以有氣泡產生，再加入硝酸銀，生成不溶于硝酸的白色沉淀是氯化銀沉淀，所以說明其中含有氯離子；
【探究二】（1）若測定值比實際值小，說明進入B裝置內的氣體質量少了，裝置A中水蒸氣、HCl等進入裝置B會使測定結果增大；裝置A中CO₂未完全進入裝置B，會使生成的沉淀減少，測定結果減小；CO₂氣流速度太快導致Ba（OH）₂未完全吸收，也會使生成的沉淀減少，測定結果減小；鹽酸未滴加過量，反應物可能沒反應完，所以測定結果偏小；
（2）氫氧化鈉與鹽酸能反應生成氯化鈉和水，氯化氫溶于水形成鹽酸，所以用氫氧化鈉溶液能吸收氯化氫氣體；將裝置B中的長導管下方增加一個帶孔球泡可以使二氧化碳與氫氧化鋇接觸面積增大，反應充分，反應速度加快；在裝置B的后面再增加一個裝有堿石灰的干燥管為了防止空氣中二氧化碳進入B裝置，而造成誤差；
（3）設生成3.94g沉淀需要二氧化碳質量為X則：
CO₂+Ba（OH）₂═BaCO₃+H₂O
44 197
X 3.94g
根據：解得X=0.88g；
設生成0.88g二氧化碳需要碳酸鎂的質量為Y則；
MgCO₃+2HCl═MgCl₂+H₂O+CO₂↑
84 44
y 0.88g
根據：解得Y=1.68g，所以樣品中MgCO₃的質量分數為：×100%=21%．
故答案為：【探究一】（1）①加快原料的溶解速度；②受熱均勻；（2）NH₄Cl；（3）

實 驗 操 作	實驗現象	實驗結論
①取樣溶解，向樣品溶液中滴加過量稀硝酸． ②再向上述所得溶液加 硝酸銀溶液	現象①有氣泡產生； 現象②有白色沉淀生成；	含有Cl-

【探究二】（1）②③④；（2）氫氧化鈉；反應速度；堿石灰；（3）21%．
分析：【探究一】（1）①根據在原料中加入蒸餾水攪拌的作用考慮；②水浴加熱使受熱均勻；（2）根據氯化鎂和原料反應的生成物考慮；（3）根據氯離子的檢驗方法考慮；【探究二】（1）若測定值比實際值小，說明進入B裝置內的氣體質量少了考慮；（2）氫氧化鈉溶液能吸收氯化氫氣體；將裝置B中的長導管下方增加一個帶孔球泡可以使二氧化碳與氫氧化鋇充分反應；在裝置B的后面再增加一個裝有堿石灰的干燥管為了防止空氣中二氧化碳進入B裝置；（3）根據碳酸鋇的質量計算出二氧化碳的質量，根據二氧化碳的質量計算出碳酸鎂的質量，再算質量分數．
點評：本考點屬于鹽的性質中實驗方法和過程的探究，根據物質的化學性質，要認真分析，不僅要把握實驗設計的每一個步驟中的實驗目的，還要加強記憶除去常用離子的方法，從而突破難點．有關的計算要準確，本考點經常出現在實驗題中．