Question

5．用下列裝置（如圖1）測(cè)定堿式碳酸鎂的化學(xué)組成，計(jì)算xMgCO₃•yMg（OH）₂•zH₂O中x：y：z的最簡(jiǎn)比．（假設(shè)每步反應(yīng)、吸收均完全）

【實(shí)驗(yàn)步驟】
①連接好裝置，檢查裝置的氣密性；
②在熱分解裝置中裝入23.3g樣品，通人空氣一段時(shí)間；
③分別稱(chēng)量裝置C、D的質(zhì)量；
④打開(kāi)彈簧夾，啟動(dòng)熱分解裝置，使樣品充分熱解；
⑤停止加熱，繼續(xù)通空氣至裝置冷卻到室溫；
⑥再次分別稱(chēng)量裝置C、D的質(zhì)量．
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】該小組同學(xué)按上述實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并記錄了如下數(shù)據(jù)：

	裝置C的質(zhì)量（/g）	裝置D的質(zhì)量（/g）
實(shí)驗(yàn)前	232.4	208.2
實(shí)驗(yàn)后	236.9	217.0

【實(shí)驗(yàn)分析及數(shù)據(jù)處理】：
（1）A裝置的作用是吸收空氣中的二氧化碳和水；E裝置的作用是防止空氣中的二氧化碳和水進(jìn)入影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果；
（2）實(shí)驗(yàn)步驟⑤繼續(xù)通空氣至裝置冷卻到室溫是為了防止熱的生成物與空氣中的物質(zhì)反應(yīng)．
（3）根據(jù)上述數(shù)據(jù)，計(jì)算xMgCO₃•yMg（OH）₂•zH₂O中x：y：z的最簡(jiǎn)比；
（提示：MgCO₃═MgO+CO₂↑、Mg（OH）₂═MgO+H₂O）
（4）根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)論，結(jié)合“固體質(zhì)量-溫度關(guān)系圖”（如圖2），回答下列問(wèn)題：
①當(dāng)溫度達(dá)360℃時(shí)，固體質(zhì)量減少了3.6g，此質(zhì)量是生成的水的質(zhì)量；
②反應(yīng)完全進(jìn)行時(shí)，溫度最低為360℃，此時(shí)熱分解裝置中的剩余固體物質(zhì)為碳酸鎂和氫氧化鎂．

Answer 1

分析 [實(shí)驗(yàn)步驟]①根據(jù)首先要檢驗(yàn)裝置的氣密性進(jìn)行解答；
④根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟以及注意事項(xiàng)進(jìn)行解答；
[實(shí)驗(yàn)分析及數(shù)據(jù)處理]：（1）根據(jù)A裝置的作用和E裝置的作用是防止空氣中的二氧化碳和水影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行解答；
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟⑤繼續(xù)通空氣至裝置冷卻到室溫是為了防止熱的生成物與空氣中的物質(zhì)反應(yīng)進(jìn)行解答；
（3）根據(jù)裝置C增加的質(zhì)量為水的質(zhì)量，裝置D增加的質(zhì)量為二氧化碳的質(zhì)量進(jìn)行解答；
（4）結(jié)合“固體質(zhì)量-溫度關(guān)系圖”進(jìn)行解答．

解答 解：[實(shí)驗(yàn)步驟]①首先要檢驗(yàn)裝置的氣密性，所以連接好裝置，檢查裝置的氣密性；
④實(shí)驗(yàn)步驟可知，打開(kāi)彈簧夾，啟動(dòng)熱分解裝置，使樣品充分熱解；
[實(shí)驗(yàn)分析及數(shù)據(jù)處理]：（1）A裝置的作用是吸收空氣中的二氧化碳和水；E裝置的作用是防止空氣中的二氧化碳和水進(jìn)入影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果；
（2）實(shí)驗(yàn)步驟⑤繼續(xù)通空氣至裝置冷卻到室溫是為了防止熱的生成物與空氣中的物質(zhì)反應(yīng)；
（3）裝置C增加的質(zhì)量為生成水的質(zhì)量，裝置D增加的質(zhì)量為生成二氧化碳的質(zhì)量．
生成水的質(zhì)量=236.9g-232.4g=4.5g，生成二氧化碳的質(zhì)量=217.0g-208.2g=8.8g，
設(shè)碳酸鎂的質(zhì)量為x．
MgCO₃═MgO+CO₂↑
84          44
x            8.8g
$\frac{84}{x}$=$\frac{44}{8.8g}$
x=16.8g
則氧化鎂的質(zhì)量=23.3g-16.8g-4.5g=2.0g
設(shè)氫氧化鎂的質(zhì)量為y
Mg（OH）₂═MgO+H₂O
58         40
y           2.0g
$\frac{58}{y}$=$\frac{40}{2.0g}$
y=2.9g
所以xMgCO₃•yMg（OH）₂•zH₂O中水的質(zhì)量為=23.3g-16.8g-2.9g=3.6g
所以碳酸鎂、氫氧化鎂和水的質(zhì)量比為：84x：58y：18z=16.8g：2.9g：3.6g  解得x：y：z=4：1：4．
（4）①由固體質(zhì)量-溫度關(guān)系圖可知，當(dāng)溫度達(dá)360℃時(shí)，固體質(zhì)量減少=23.3g-19.7g=3.6g．此質(zhì)量是生成的水的質(zhì)量；
②反應(yīng)完全進(jìn)行時(shí)，溫度最低為360℃，此時(shí)熱分解裝置中的剩余固體物質(zhì)為碳酸鎂和氫氧化鎂．
故答案為：[實(shí)驗(yàn)步驟]①檢查裝置的氣密性；
④打開(kāi)彈簧夾；
[實(shí)驗(yàn)分析及數(shù)據(jù)處理]：（1）吸收空氣中的二氧化碳和水；防止空氣中的二氧化碳和水進(jìn)入影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果；
（2）防止熱的生成物與空氣中的物質(zhì)反應(yīng)；
（3）4：1：4；
（4）①3.6；水；②360；碳酸鎂和氫氧化鎂．

點(diǎn)評(píng) 本考點(diǎn)屬于鹽的性質(zhì)中實(shí)驗(yàn)方法和過(guò)程的探究，根據(jù)物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)，要認(rèn)真分析，不僅要把握實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的每一個(gè)步驟中的實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，還要加強(qiáng)記憶除去常用離子的方法，從而突破難點(diǎn)．有關(guān)的計(jì)算要準(zhǔn)確，本考點(diǎn)經(jīng)常出現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)題中．