Question

輕質碳酸鎂（化學式為4MgCO₃?Mg（OH）₂?4H₂O）是制取氧化鎂、顏料、油漆、日用化妝品的工業原料．
【制取輕質碳酸鎂】工業上可利用工業副產品氫氧化鎂懸浮液（含有的硫酸鈉等物質均不與二氧化碳氣體反應）采用碳化法制取輕質碳酸鎂．
（1）氫氧化鎂懸浮液和二氧化碳在一定條件下生成MgCO₃?3H₂O沉淀，經過濾、洗滌獲得純凈的MgCO₃?3H₂O，該反應的化學方程式為：

 

，最后加熱
MgCO₃?3H₂O分解生成輕質碳酸鎂，化學方程式為
5MgCO₃?3H₂O

△   .

4MgCO₃?Mg（OH）₂?4H₂O+CO₂↑+10H₂O．
（2）過濾需要用到的玻璃儀器有燒杯、

 

和

 

，MgCO₃?3H₂O沉淀的洗滌干凈的標準是取最后一次洗滌液，滴加3滴氯化鋇溶液，

 

，說明已洗凈．
【測定輕質碳酸鎂的純度】輕質碳酸鎂與稀鹽酸反應生成CO₂等物質并放出熱量，關系式為 4MgCO₃?Mg（OH）₂?4H₂O～4CO₂．如圖是實驗室測定產品中輕質碳酸鎂含量的裝置．
（3）檢查裝置氣密性，其中檢查圖Ⅱ裝置氣密性的具體操作方法是將水注入圖Ⅱ中，彈簧夾夾緊橡膠管，提升量氣管高度形成液差，一段時間后，液差

 

，說明裝置氣密性良好．
（4）稱量2.5g樣品裝入試管2，在試管1中加入足量的稀鹽酸．向圖Ⅱ裝置中放入水和油，調節左右液面相平，讀取量氣管的刻度為10ml；將試管1中稀鹽酸加到試管2中的具體操作方法是

 

，待觀察試管2中不再產生時，讀取量氣管的刻度為54mL．
（5）讀取量氣管內最終液面刻度前，需要進行的操作是

 

．
（6）實驗中量氣管的最佳規格是

 

ml（填“50”、“100”或“150”）
（7）計算樣品中4MgCO₃?Mg（OH）₂?4H₂O的質量分數．（已知：4MgCO₃?Mg（OH）₂?4H₂O的相對分子質量為466，常溫下CO₂的密度約為2.0g/L，要求計算過程，計算結果保留一位小數，）
【交流討論】
（8）圖Ⅰ裝置橡膠管A的作用是

 

，圖Ⅱ裝置食用油的作用是

 

；
（9）下列會影響測量結果的事項是

 

．
A．未冷卻就讀取量氣管中液面刻度
B．原裝置中的空氣
C．試管1中稀鹽酸的體積．

Answer 1

分析：（1）根據氫氧化鎂懸浮液和二氧化碳在一定條件下生成MgCO₃?3H₂O沉淀的信息回答．
（2）根據回答前一空；根據硫酸鈉的性質回答后一空．
（3）根據液體能產生壓強考慮回答．
（4）根據裝置的結構回答．
（5）根據液柱造成的壓強會影響氣體體積回答．
（6）根據反應生成氣體的體積判斷量程．
（7）根據二氧化碳的密度計算出它的質量，再根據關系式 4MgCO₃?Mg（OH）₂?4H₂O～4CO₂計算MgCO₃?Mg（OH）₂?4H₂O的質量，最后求質量分數．
（8）根據氣壓原理回答前一空；根據二氧化碳的溶解性回答后一空．
（9）A、根據氣體熱脹冷縮的性質判斷．
B、根據原裝置中的空氣與反應后剩余在裝置中的氣體體積相等判斷，
C、根據試管1中稀鹽酸的體積變化不大判斷．

解答：解：（1）根據信息“氫氧化鎂懸浮液和二氧化碳在一定條件下生成MgCO₃?3H₂O沉淀”右得方程式為Mg（OH）₂+CO₂+2H₂O═MgCO₃?3H₂O．
（2）過濾操作使用的玻璃儀器有：燒杯、玻璃棒、漏斗；由于硫酸鈉能和可溶的鋇鹽反應生成白色沉淀，如沉淀沒洗滌干凈，則含有硫酸鈉，滴加3滴氯化鋇溶液，會生成白色沉淀，否則無沉淀生成．
（3）將水注入圖Ⅱ中，彈簧夾夾緊橡膠管，提升量氣管高度形成液差，如裝置嚴密，氣體壓強不會減小，一段時間后，液差不變．
（4）將試管1中稀鹽酸加到試管2中的具體操作方法是：傾斜試管1，讓稀鹽酸從支管口流出進入試管2．
（5）讀取量氣管內最終液面刻度前，需要進行的操作是調節量氣管高度，使左右液面相平，否則管中的液柱能產生壓強，對管中的氣體進行壓縮或拉伸，影響氣體的體積測定．
（6）反應生成氣體的體積為54mL，50mL的量氣管量程太小，150mL的量氣管不精確，所以選擇100mL的量氣管．
（7）解：設樣品中4MgCO₃?Mg（OH）₂?4H₂O的質量分數為x　　　　　　　　　
4MgCO₃?Mg（OH）₂?4H₂O～4CO₂
  466　　　　　　     　176
2.5g×x　　　　    （54-10）×10^-3L×2.0g/L　　　

466

2.5g×X

=

176

(54-10)×10-3L×2.0g/L

x=93.2%　
答：樣品中4MgCO₃?Mg（OH）₂?4H₂O的質量分數為93.2%．
（8）試管2中反應生成的氣體會使容器內壓強增大，不利于使試管1中的液體進入試管2，圖Ⅰ裝置橡膠管A的作用是使試管1與試管2中氣壓相等，易于將稀鹽酸從試管1加到試管2中，使稀鹽酸的體積不引起測量誤差；因二氧化碳能溶解于水，為了測定二氧化碳氣體的體積準確，在裝置中加入了二氧化碳不能溶于其中的食用油．
（9）A、二氧化碳氣體受熱體積膨脹，未冷卻就讀取量氣管中液面刻度，測得氣體的體積不準確，所以正確．
B、原裝置中的空氣與反應后剩余在裝置中的氣體體積相等，所以錯誤．
C、反應只消耗試管1中稀鹽酸中的少許溶質，溶液的體積基本不變，所以錯誤．
故答案為：
（1）Mg（OH）₂+CO₂+2H₂O═MgCO₃?3H₂O；
（2）玻璃棒；漏斗（或漏斗；玻璃棒）；無白色沉淀出現或無明顯現象等合理答案；
（3）不變；
（4）傾斜試管1，讓稀鹽酸從支管口流出進入試管2；氣泡；
（5）調節量氣管高度，使左右液面相平；
（6）100；
（7）解：設樣品中4MgCO₃?Mg（OH）₂?4H₂O的質量分數為x　　　　　　　　　
4MgCO₃?Mg（OH）₂?4H₂O～4CO₂
  466　　　　　　　176
2.5g×x　　　　（54-10）×10^-3L×2.0g/L　　　

466

2.5g×X

=

176

(54-10)×10-3L×2.0g/L

x=93.2%　
答：樣品中4MgCO₃?Mg（OH）₂?4H₂O的質量分數為93.2%．
（8）使試管1與試管2中氣壓相等，易于將稀鹽酸從試管1加到試管2中，使稀鹽酸的體積不引起測量誤差；防止二氧化碳溶于水，影響實驗；
（9）A．

點評：科學探究題是中考命題中一道亮麗的風景線，它往往從生活、生產實際出發，對身邊常見物質或有趣的現象進行探究，既考查了學生綜合運用知道的能力，又讓學生體驗科學探究的魅力，同時將探究結論應用在實際生活，體現了科學探究的意義和價值，這正是新課標中考的要求和方向．