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·zH₂O表示。

【探究一】堿式碳酸鎂的制備

堿式碳酸鎂可用復鹽MgCO₃·(NH₄)₂CO₃·H₂O作原料制備。取一定量的該復鹽放入三頸燒瓶中，并將三頸燒瓶放在恒溫水浴鍋中加熱（如圖所示），按一定的液固比加入蒸餾水，開啟攪拌器同時加入預定的氨水，待溫度到達 40℃時開始分解，此時滴加鹵水（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）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

300℃

已知：堿式碳酸鎂分解反應方程式為：xMgCO₃·yMg(OH)₂·zH₂O ="==" (x+y)MgO + xCO₂↑+ (y+z) H₂O

探究小組利用下圖測定xMgCO₃·yMg(OH)₂·zH₂O組成。

實驗步驟：

步驟1：檢查裝置的氣密性，將過濾、洗滌并干燥過的樣品置于平直玻璃管中。

步驟2：打開活塞K，鼓入空氣，一段時間后關閉，稱量相關裝置的質量。

步驟3：加熱裝置B直至裝置C中無氣泡產生。

步驟4：      （請補充該步操作內容）。

步驟5：稱量相關裝置的質量。

某同學在實驗過程中采集了如下數據：

A．反應前玻璃管的質量100.0 g

B．反應后玻璃管與殘留固體總質量120.0 g

C．裝置C實驗后增重9.0 g

D．裝置D實驗后增重17.6 g

回答下列問題：

（1）檢查整套實驗裝置氣密性的方法如下：將裝置Ａ的左端、裝置Ｅ的右端分別接上導管，放入盛有水的燒杯中，    ，對裝置Ｂ用酒精燈微熱，觀察，若    ，則氣密性良好；

（2）如果沒有裝置A，則測定得到的Z值    （填“偏大”、“偏小”、“無影響”），

裝置C中的酸為    （寫名稱）；  

（3）根據實驗測定的數據，求出堿式碳酸銅（xMgCO₃·yMg(OH)₂·zH₂O）

中x∶y∶z=    （要求寫出過程，4分）。

【交流反思】

（4）如果不稱量裝置C實驗前后的增重，要根據實驗數據，求出x∶y∶z的值，還可測量的實驗數據是    。

 

Answer 1

【答案】

【探究一】

（1）①使反應物充分混合接觸，提高反應速率 ②反應物均勻受熱

（2）NH₄Cl

（3）步驟②硝酸銀或AgNO₃   現象①產生氣泡   現象②白色沉淀

【探究二】

步驟4：打開活塞K，再次鼓入空氣

（1）打開活塞Ｋ開關  若兩端導管口處均出現氣泡

（2）偏大 濃硫酸（濃字沒有不得分）

（3）4∶1∶4

（4）樣品的質量

【解析】

試題分析：（1）①攪拌的目的是使反應物充分混合接觸，提高反應速率，②此反應采用水浴加熱的優點是反應物均勻受熱；（2）因為混有氯化銨所以常檢查出有氯離子；（3）先加入硝酸除去碳酸根離子的干擾，再加入硝酸銀，有白色沉淀生成說明確實有氯離子存在。【探究二】步驟4：打開活塞K，再次鼓入空氣，（1）檢查整套實驗裝置氣密性的方法如下：將裝置Ａ的左端、裝置Ｅ的右端分別接上導管，放入盛有水的燒杯中，打開活塞Ｋ開關對裝置Ｂ用酒精燈微熱，觀察，若若兩端導管口處均出現氣泡則氣密性良好；（2）如果沒有裝置A，空氣中的二氧化碳會干擾實驗，是C、D的質量增大，C裝置中盛放的是濃硫酸。

（3）xMgCO₃·yMg(OH)₂·zH₂O ="(x+y)MgO" + xCO₂↑+ (y+z) H₂O  

40 (x+y)    44x      18(y+z)

20 g       17.6 g     9.0 g

 得x=4y        

得x=z        

由于x、y、z都為正整數，得x=" 4" y="1" z=4      

（4）如果不稱量裝置C實驗前后的增重，要根據實驗數據，求出x∶y∶z的值，還可測量的實驗數據是樣品的質量。

考點：物質組成的探究

點評：本題較為綜合，是集實驗探究和化學方程式計算于一體的題目，題目較為冗長，屬于較難的題目，在中考中常作為壓軸題出現。