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

反應物充分混合接觸，提高反應速率

；②選擇水浴加熱方式，其優點是

反應物均勻受熱

．
（2）所得堿式碳酸鎂產品中常檢出有少量Cl^-，其原因是混有

NH₄Cl

（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 硝酸銀或AgNO3 溶液	現象① 產生氣泡 ； 現象② 產生白色沉淀 ；	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

300℃  .

（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：

打開活塞K，再次鼓入空氣

（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100.0g
B．反應后玻璃管與殘留固體總質量120.0g
C．裝置C實驗后增重9.0g
D．裝置D實驗后增重17.6g
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，

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，則測定得到的Z值

偏大

（填“偏大”、“偏小”、“無影響”），
裝置C中的酸為

濃硫酸

（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=

4：1：4

（要求寫出過程）．
【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

樣品的質量

．

Answer 1

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】步驟四：把裝置內二氧化碳和水趕到右邊的裝置內，（1）根據裝置氣密性的檢查方法考慮；（2）根據裝置A的作用考慮；（3）根據裝置C實驗后增重9.0g，說明生成水的質量為9.0g，裝置D實驗后增重17.6g，說明生成二氧化碳的質量為17.6g再通過方程式計算求出X、Y、Z的比值；（4）只有知道樣品的質量，根據生成水的質量、二氧化碳的質量，再根據質量守恒定律進行計算即可．

解答：解：【探究一】（1）①在原料中加入蒸餾水攪拌的作用是使反應物充分混合接觸，提高反應速率，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】步驟四：打開活塞K，再次鼓入空氣把裝置內二氧化碳和水趕到右邊的裝置內；（1）使整套裝置處于封閉體系中才能檢查裝置氣密性，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，若兩端導管口處均出現氣泡，說明氣密性良好；
（2）裝置A的作用是除去空氣中的水蒸氣，如果沒有裝置A，空氣中的水蒸氣進入C裝置，使得生成水的質量變大，所以測得水的量變大，Z的值會偏大；濃硫酸具有吸水性，濃硫酸質量的增加量就是生成的水的質量；
（3）裝置C實驗后增重9.0g，說明生成水的質量為9.0g，裝置D實驗后增重17.6g，說明生成二氧化碳的質量為17.6g，
xMgCO₃?yMg（OH）₂?zH₂═（x+y）MgO+xCO₂↑+（y+z） H₂O   
                      40（x+y） 44x    18（y+z）
                      20g    17.6g     9.0g
              

40(x+y)

20

=

44x

17.6

           得x=4y         

             

40(x+y)

20

=

18(x+z)

9.0

          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，根據質量守恒定律再進行計算．
故答案為：【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．

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．