Question

【題目】碳酸鎂水合物是制備鎂產品的中間體．

（制取MgCO33H2O）工業上從弱堿性鹵水(主要成分為MgCl2)獲取MgCO33H2O的方法如圖1：

(1)沉淀過程的化學方程式為：MgCl2+CO2+2NaOH+2H2O═MgCO33H2O↓+2____．

(2)沉淀過程的pH隨時間的變化如圖2所示，沉淀過程的操作為___(填字母)．

a 向鹵水中滴加NaOH溶液，同時通入CO2

b 向NaOH溶液中滴加鹵水，同時通入CO2

c 向鹵水中通入CO2至飽和，然后滴加NaOH溶液，同時繼續通入CO2

d 向NaOH溶液中通入CO2至飽和，然后滴加鹵水，同時繼續通入CO2

(3)沉淀過程的溶液中鎂離子含量隨時間的變化如圖3所示，不同溫度下所得到沉淀產物如下表所示．則沉淀過程選擇的溫度為____，理由是_______。

溫度(℃)	產物
46.95	MgCO33H2O
47.95	MgCO33H2O
48.95	MgCO33H2O
49.95	Mg5(OH)2(CO3)44H2O

(4)（測定MgCO33H2O的純度）利用下圖進行實驗，以確定MgCO33H2O的純度．

依據實驗過程回答下列問題：

(5)實驗過程中需持續緩緩通入空氣，其作用除了可攪拌B、C中的反應物外，還有____。

(6)C中化學方程式為___；A中NaOH作用為___；D中堿石灰作用為____．

(7)下列各項措施中，不能提高測定準確度的是___(填標號)．

a 在加入硫酸之前，應排凈裝置內的CO2氣體 b 為了縮短實驗時間，快速滴加硫酸

c 在A～B之間增添盛有濃硫酸的洗氣裝置 d 在C裝置左側導管末端增添多孔球泡

(8)實驗中準確稱取15.0g樣品三份，進行三次測定，測得生成CaCO3沉淀的平均質量為10.0g．請計算樣品中MgCO33H2O的純度___(寫出計算過程)．

(9)小明認為應將澄清石灰水換成Ba(OH)2溶液，其理由除了Ba(OH)2溶解度大，濃度大，使CO2被吸收的更完全外，還有____．

(10)若獲取MgCO33H2O的樣品中含有少量Mg5(OH)2(CO3)44H2O，則產品中鎂元素的質量分數__(填“偏大”“不變”或“偏小”)．

Answer 1

【答案】NaCl c 48.95℃ 此溫度下，Mg2+沉淀的速率較快，沉淀效率較高，且不會生成其它沉淀 把生成的二氧化碳全部排入C中，使之完全被氫氧化鈣溶液吸收，否則裝置內剩余的二氧化碳不被吸收，導致測定結果偏小 CO2+ Ca(OH)2 =CaCO3↓+ H2O 吸收空氣中的二氧化碳 防止空氣中的二氧化碳進入C中，干擾實驗，使測定結果偏大 bc 92% 碳酸鋇的相對分子質量比碳酸鈣的大，等質量的MgCO33H2O生成的碳酸鋇質量遠大于碳酸鈣，實驗時相對誤差小 偏大

【解析】

(1)化學反應前后各種原子個數相等，故反應的化學方程式為：MgCl2+CO2+2NaOH+2H2O═MgCO33H2O↓+2NaCl。

(2)根據圖2可知，沉淀過程的pH值隨時間的變化是先變小后變大，然后保持在9~10之間，而溶液起始的pH值在7~8之間，所以沉淀過程的操作為向鹵水中通入CO2至飽和，然后滴加NaOH溶液，同時繼續通入CO2，故選c。

(3)沉淀過程選擇的溫度是48.95℃，因為此溫度下，Mg2+沉淀的速率較快，沉淀效率較高，且不會生成其它沉淀。

(5)實驗過程中需持續緩緩通入空氣，其作用除了可攪拌B、C中的反應物外，還能把生成的二氧化碳全部排入C中，使之完全被氫氧化鈣溶液吸收，否則裝置內剩余的二氧化碳不被吸收，導致測定結果偏小。

(6)石灰水中的溶質是氫氧化鈣，與二氧化碳反應生成碳酸鈣沉淀和水，故C中化學方程式為：CO2+ Ca(OH)2=CaCO3↓+ H2O；A中NaOH作用為吸收空氣中的二氧化碳；D中堿石灰作用為防止空氣中的二氧化碳進入C中，干擾實驗，使測定結果偏大。

(7)快速滴加硫酸，使生成的二氧化碳的速率太快，不能被充分吸收；在A～B之間增添盛有濃硫酸的洗氣裝置不能提高測定準確度，因為氫氧化鈣不吸收水，故選bc。

(8)MgCO33H2O+H2SO4=MgSO4+4H2O+CO2↑ ，CO2+ Ca(OH)2=CaCO3↓+ H2O，可得關系式為：MgCO33H2O~CO2~CaCO3，設樣品中MgCO33H2O的質量為x，

，解得x=13.8g

樣品中MgCO33H2O的純度為：=92%

(9)小明認為應將澄清石灰水換成Ba(OH)2溶液，其理由除了Ba(OH)2溶解度大，濃度大，使CO2被吸收的更完全外，還有碳酸鋇的相對分子質量比碳酸鈣的大，等質量的MgCO33H2O生成的碳酸鋇質量遠大于碳酸鈣，實驗時相對誤差小。

(10)化合物中某元素的質量分數=，若獲取MgCO33H2O的樣品中含有少量Mg5(OH)2(CO3)44H2O，則產品中鎂元素的質量分數偏大，因為MgCO33H2O中鎂元素的質量分數為：，而Mg5(OH)2(CO3)44H2O中鎂元素的質量分數為：，同質量的Mg5(OH)2(CO3)44H2O比MgCO33H2O生成碳酸鈣沉淀多，所以計算的純度偏大。