Question

【題目】過氧化鎂（MgO2）是一種鎂精細(xì)化工產(chǎn)品。在醫(yī)療上可用來治療消化不良、胃酸過多等疾病。在環(huán)境保護(hù)方面，過氧化鎂可用來處理地下水污染的土壤。還可以用于牙膏，對(duì)牙齒有漂白和防過敏的作用。某化學(xué)興趣小組對(duì)過氧化鎂的性質(zhì)和制備等進(jìn)行了以下研究。

一．過氧化鎂的性質(zhì)

（1）過氧化鎂（其中氧元素的化合價(jià)為____）是一種白色的粉末，其外觀與物理性質(zhì)與氧化鎂相似。化學(xué)性質(zhì)不夠穩(wěn)定，不溶于水，但逐漸的被分解放出氧氣。

過氧化鎂有強(qiáng)氧化性，常溫下比較穩(wěn)定，但是加熱時(shí)會(huì)分解生成氧氣和氧化鎂。請(qǐng)下出該反應(yīng)的化學(xué)方程式________。

（2）過氧化鎂易溶于稀鹽酸，發(fā)生反應(yīng)：MgO2+2HCl=MgCl2+H2O2同時(shí)溫度升高，說明該反應(yīng)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(xué)性質(zhì)，能與稀鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳②氧化鎂與過氧化氫反應(yīng)放出大量的熱

（3）檢測煅燒過程堿式碳酸鎂完全分解的方法是_________（寫出具體的操作和現(xiàn)象）；上述生產(chǎn)過程加入穩(wěn)定的劑的作用是________。

（4）用上述堿式碳酸鎂在550、600、650及700℃下煅燒一定的時(shí)間生成氧化鎂。用上述條件制備的氧化鎂分別與30%雙氧水反應(yīng)合成過氧化鎂產(chǎn)率（見圖1和圖2）。

堿式碳酸鎂煅燒的溫度適宜控制在________℃，煅燒的時(shí)間適宜控制在______h。

（5）結(jié)果在適宜的溫度和時(shí)間下，堿式碳酸鎂能完全分解，并且得到的氧化鎂顆粒表面積最大，能與30%過氧化氫充分反應(yīng)，所以產(chǎn)率高。推測700℃時(shí)，產(chǎn)率明顯降低的可能的原因____。

三．過氧化鎂產(chǎn)品純度檢測

在生產(chǎn)過程中，過氧化鎂中常常含有少量的氧化鎂雜質(zhì)（其他雜質(zhì)不考慮），以下是該小組進(jìn)行純度檢測的實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)步驟。

①檢查裝置氣密性，裝入藥品（樣品質(zhì)量為0.7g），調(diào)節(jié)刻度管使左右兩邊液面相平，刻度管度數(shù)為10.0mL。

②打開分液漏斗開關(guān)，待瓶中無氣泡產(chǎn)生時(shí)，關(guān)閉開關(guān)。

③再次調(diào)節(jié)刻度管使左右兩邊液面相平，刻度管度數(shù)為122mL。

（6）稀鹽酸中放入的少量硫酸銅溶液目的是__________。

（7）根據(jù)上面實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算樣品中過氧化鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)__________（寫出具體的計(jì)算過程，實(shí)驗(yàn)條件下O2密度為1.429g/L）。

（8）該小組同學(xué)所測得質(zhì)量分?jǐn)?shù)比實(shí)際結(jié)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(shù)

C 雜質(zhì)與鹽酸反應(yīng)能產(chǎn)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】－1價(jià) 2MgO22MgO+O2↑ 放熱 取少量煅燒后的固體，滴入稀鹽酸，無氣泡產(chǎn)生 防止過氧化氫受熱分解或防止過氧化鎂受熱分解 650 2 700℃時(shí)，生成的氧化鎂顆粒的表面積減小，與過氧化氫反應(yīng)不充分 作過氧化氫分解的催化劑 80% BD

【解析】

（1）過氧化鎂中鎂顯+2價(jià)，設(shè)有元素的化合價(jià)為x，則+2+2x=0，的x=-1，故過氧化鎂中氧元素的化合價(jià)為-1；過氧化鎂有強(qiáng)氧化性，常溫下比較穩(wěn)定，但是加熱時(shí)會(huì)分解生成氧氣和氧化鎂，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為： ；

（2）過氧化鎂易溶于稀鹽酸，發(fā)生反應(yīng)：MgO2+2HCl=MgCl2+H2O2同時(shí)溫度升高，說明該反應(yīng)放出熱量；

（3）檢測煅燒過程堿式碳酸鎂完全分解的方法是：取少量煅燒后的固體，滴入稀鹽酸，無氣泡產(chǎn)生；上述生產(chǎn)過程加入穩(wěn)定的劑的作用是：防止過氧化氫受熱分解或防止過氧化鎂受熱分解。

（4）根據(jù)圖1和圖2，堿式碳酸鎂煅燒的溫度適宜控制在650℃，煅燒的時(shí)間適宜控制在2h。

（5）在適宜的溫度和時(shí)間下，堿式碳酸鎂能完全分解，并且得到的氧化鎂顆粒表面積最大，能與30%過氧化氫充分反應(yīng)，所以產(chǎn)率高。推測700℃時(shí)，產(chǎn)率明顯降低的可能的原因是：700℃時(shí)，生成的氧化鎂顆粒的表面積減小，與過氧化氫反應(yīng)不充分。

（6）稀鹽酸中放入的少量硫酸銅溶液目的是：作過氧化氫分解的催化劑；

（7）設(shè)過氧化鎂的質(zhì)量為x，反應(yīng)后刻度管數(shù)為122mL，故生成氧氣的體積為122mL-10mL=112mL,由MgO2+2HCl=MgCl2+H2O2，2H2O22H2O+O2↑得：

X=0.56g

所以樣品中過氧化鎂 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 ；

（8）該小組同學(xué)所測得質(zhì)量分?jǐn)?shù)比實(shí)際結(jié)果偏大，你覺得可能的原因是：

A、生成的氧氣有少量溶于水，會(huì)使氧氣體積偏小 ，導(dǎo)致測量結(jié)果偏小；

B、未等裝置冷卻到室溫就開始讀數(shù)，氣體受熱膨脹，會(huì)使氧氣體積偏大，過氧化鎂質(zhì)量增大 ，故樣品中過氧化鎂質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大 ；

C、雜質(zhì)與鹽酸能反應(yīng)，會(huì)使測量結(jié)果偏小；

D、滴入的稀鹽酸占了一部分氣體的體積，會(huì)使氧氣體積偏大 ，導(dǎo)致測量結(jié)果偏大。故選BD。