Question

【題目】過氧化鎂(MgO2)是一種鎂精細化工產品。在醫療上可用來治療消化不良、胃酸過多等疾病。在環境保護方面，過氧化鎂可用來處理地下水污染的土壤。某化學興趣小組對過氧化鎂的性質和制備等進行了以下研究。

一．過氧化鎂的性質

(1)過氧化鎂是一種白色的粉末，其外觀、物理性質與氧化鎂相似。過氧化鎂在常溫下比較穩定，但是加熱時會分解生成氧氣和氧化鎂。寫出該反應的化學方程式____________。

(2)過氧化鎂易溶于稀鹽酸，發生反應：MgO2+2HCl=MgCl2+H2O2 。同時溫度升高，說明該反應_____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性質，能與稀鹽酸反應產生二氧化碳；

②氧化鎂與過氧化氫反應放出大量的熱。

(3)檢測煅燒過程堿式碳酸鎂已完全分解的方法是_________________(寫出具體的操作和現象)；上述生產過程加入穩定劑的作用是__________________。

(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，再用上述條件制備的氧化鎂分別與 30% 雙氧水反應生成過氧化鎂的產率如下面的圖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。

三．過氧化鎂的純度檢測

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

①裝入藥品(樣品質量為0.7g)，調節刻度管使左右兩邊液面相平，刻度管讀數為10.0mL。

②打開分液漏斗開關，待瓶中無氣泡產生時，關閉開關。

③再次調節刻度管使左右兩邊液面相平，刻度管讀數為122mL。

(5)實驗步驟中，裝入藥品前應先（_________）。

(6)稀鹽酸中放入少量硫酸銅溶液的目的是______________。

(7)根據上面實驗數據計算樣品中過氧化鎂的質量分數(寫出具體的計算過程，該實驗條件下O2密度為1.429g/L)。 ____________

(8)該小組同學所測得質量分數比實際結果偏大，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

C.雜質與鹽酸反應能產生少量的氣體 D.滴入的稀鹽酸占了一部分氣體的體積

Answer 1

【答案】 2MgO22MgO+O2↑ 放熱 取少量煅燒后的固體，滴入稀鹽酸，無氣泡產生 防止過氧化氫受熱分解 650 2 檢查裝置的氣密性 作過氧化氫分解的催化劑 80% BCD

【解析】本題在過氧化鎂的性質和制備的情境下主要考查了化學方程式的書寫，物質的檢驗，化學方程式的計算，綜合性較強。認真研讀題文中提供的信息，結合已有的知識進行分析。

(1)過氧化鎂加熱時會分解生成氧氣和氧化鎂。該反應的化學方程式是2MgO22MgO+O2↑；

(2)過氧化鎂易溶于稀鹽酸，發生反應同時溫度升高，說明該反應放出熱量；

(3) 堿式碳酸鎂與碳酸鎂有相似的化學性質，能與稀鹽酸反應產生二氧化碳。若堿式碳酸鎂已完全分解加入稀鹽酸應無氣泡產生。檢測煅燒過程堿式碳酸鎂已完全分解的方法是取少量煅燒后的固體，滴入稀鹽酸，無氣泡產生；氧化鎂與過氧化氫反應放出大量的熱，過氧化氫受熱易分解。上述生產過程加入穩定劑的作用是防止過氧化氫受熱分解；

（4）根據圖示可知，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，產率最高。

(5)該實驗需測量產生的氣體體積，實驗裝置的氣密性良好是實驗成功的基礎。實驗步驟中，裝入藥品前應先檢查裝置的氣密性；

(6) 過氧化鎂易溶于稀鹽酸，發生反應：MgO2+2HCl=MgCl2+H2O2，過氧化氫分解產生氧氣，稀鹽酸中放入少量硫酸銅溶液的目的是作過氧化氫分解的催化劑；

(7)反應收集到的氧氣的體積=122mL -10mL=112mL=0112L；氧氣的質量=0.112L×1.429g/L=0.16g；

設：生成0.16g的氧氣需過氧化氫的質量為x

2H2O2 2H2O+O2↑

68 32

X 0.16g

x=0.34g；

設：生成0.34g的過氧化氫需過氧化鎂的質量為y，

MgO2+2HCl=MgCl2+H2O2

56 34

Y 0.34g

y=0.56g

樣品中過氧化鎂的質量分數=×100%=80%；

(8) A、生成的氧氣有少量溶于水，測得的氧氣體積偏小，計算得到的過氧化鎂的質量偏小，過氧化鎂的質量分數偏小，不符合題意；B、未等裝置冷卻到室溫就開始讀數，測得的氧氣體積偏大，計算得到的過氧化鎂的質量偏大，過氧化鎂的質量分數偏大，符合題意；C、雜質與鹽酸反應能產生少量的氣體，測得的氧氣體積偏大，過氧化鎂的質量偏大，計算得到的過氧化鎂的質量分數偏大，符合題意； D、滴入的稀鹽酸占了一部分氣體的體積，測得的氧氣體積偏大，計算得到的過氧化鎂的質量偏大，過氧化鎂的質量分數偏大，符合題意。故選BCD。