Question

【題目】碳酸鎂水合物是制備鎂產(chǎn)品的中間體。

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

(1)沉淀過(guò)程的化學(xué)方程式為：MgCl2+CO2+2NaOH+2H2O═MgCO33H2O↓+2_____。

(2)沉淀過(guò)程的pH隨時(shí)間的變化如圖2所示，沉淀過(guò)程的操作為_______(填標(biāo)號(hào))。

a．向鹵水中滴加NaOH溶液，同時(shí)通入CO2

b．向NaOH溶液中滴加鹵水，同時(shí)通入CO2

c．向鹵水中通入CO2至飽和，然后滴加NaOH溶液，同時(shí)繼續(xù)通入CO2

d．向NaOH溶液中通入CO2至飽和，然后滴加鹵水，同時(shí)繼續(xù)通入CO2

(3)沉淀過(guò)程的溶液中鎂離子含量隨時(shí)間的變化如圖3所示，不同溫度下所得到沉淀產(chǎn)物如下表所示。

溫度(℃)	產(chǎn)物
46.95	MgCO33H2O
47.95	MgCO33H2O
48.95	MgCO33H2O
49.95	Mg5(OH)2(CO3)44H2O

則沉淀過(guò)程選擇的溫度為__________，理由是此溫度下，Mg2+沉淀的速率較快，沉淀效率較高，且不會(huì)生成其它沉淀。

【測(cè)定MgCO33H2O的純度】

【查閱資料】

(1)堿石灰是CaO與NaOH的固體混合物。

(2)MgCO33H2O+H2SO4=MgSO4+CO2↑+4H2O。

(3)Mg5(OH)2(CO3)44H2O也可以表示為Mg(OH)24MgCO34H2O，其相對(duì)分子質(zhì)量為466，能與硫酸反應(yīng)生成CO2。

【實(shí)驗(yàn)步驟】

利用如下圖所示裝置(圖中夾持儀器略去)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以確定MgCO33H2O的純度。

依據(jù)實(shí)驗(yàn)過(guò)程回答下列問(wèn)題：

(1)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后需持續(xù)緩緩?fù)ㄈ肟諝�，其作用�?/span>______________________。

(2)C裝置中反應(yīng)生成CaCO3的化學(xué)方程式為________；D中堿石灰的作用為______________。

(3)下列各項(xiàng)措施中，不能提高測(cè)定準(zhǔn)確度的是_______(填標(biāo)號(hào))。

a．在加入硫酸之前，應(yīng)排凈裝置內(nèi)的CO2氣體

b．為了縮短實(shí)驗(yàn)時(shí)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(cè)導(dǎo)管末端增添多孔球泡

(4)小明認(rèn)為應(yīng)將C裝置中澄清石灰水換成Ba(OH)2溶液，理由一：____________，使CO2被吸收的更完全；理由二： BaCO3的相對(duì)分子質(zhì)量比CaCO3大，等質(zhì)量的MgCO33H2O生成的BaCO3質(zhì)量大于CaCO3質(zhì)量，實(shí)驗(yàn)時(shí)相對(duì)誤差小。

(5)實(shí)驗(yàn)中準(zhǔn)確稱取15.0g樣品三份，進(jìn)行三次測(cè)定，測(cè)得生成CaCO3沉淀的平均質(zhì)量為10.0g。請(qǐng)計(jì)算樣品中MgCO33H2O的純度為___________(寫出計(jì)算過(guò)程)。

(6)若獲取MgCO33H2O的樣品中含有少量Mg5(OH)2(CO3)44H2O，則樣品中MgCO33H2O的純度_________(填“偏大”“不變”或“偏小”)。

Answer 1

【答案】 NaCl C 48.95% 把生成的CO2全部排入C中，使之完全被Ca(OH)2溶液吸收 Ca(OH)2+CO2═CaCO3↓+H2O 防止空氣中的CO2進(jìn)入C裝置干擾實(shí)驗(yàn) bc Ba(OH)2溶解度大，溶液濃度大等合理答案 92.0% 偏大

【解析】（1)根據(jù)質(zhì)量守恒定律求得：MgCl2+CO2+2NaOH+2H2O═MgCO33H2O↓+2___,中需要填氯化鈉，化學(xué)式為NaCl

（2）溶液的pH顯降低后升高，故應(yīng)該先通入二氧化碳，故選C；由圖可知溶液的溫度為49.95℃時(shí)，生成的物質(zhì)是Mg5(OH)2(CO3)44H2O，當(dāng)溶液的溫度為48.95℃時(shí)，剩余溶液中鎂離子的含量最少，大部分轉(zhuǎn)化為MgCO33H2O，故選48.95℃；

【實(shí)驗(yàn)步驟】

(1)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后需持續(xù)緩緩?fù)ㄈ肟諝�，其作用為把生成�?/span>CO2全部排入C中，使之完全被Ca(OH)2溶液吸收

(2)C裝置中二氧化碳與氫氧化鈣反應(yīng)生成CaCO3和水的化學(xué)方程式為Ca(OH)2+CO2═CaCO3↓+H2O D中堿石灰的作用為防止空氣中的CO2進(jìn)入C裝置干擾實(shí)驗(yàn)

（3）a．在加入硫酸之前，應(yīng)排凈裝置內(nèi)的CO2氣體，否C裝置中會(huì)吸收空氣中的二氧化碳?xì)怏w，使測(cè)量結(jié)果偏大；b．為了縮短實(shí)驗(yàn)時(shí)間，快速滴加硫酸不能提高測(cè)定準(zhǔn)確度；

c．在A～B之間增添盛有濃硫酸的洗氣裝置，不能提高測(cè)定準(zhǔn)確度；d．在C裝置左側(cè)導(dǎo)管末端增添多孔球泡可以防止空氣中的二氧化碳?xì)怏w進(jìn)入C裝置；故選bc

（4）氫氧化鈣的溶解度小，吸收二氧化碳的能力有限，故將氫氧化鈣換為氫氧化鋇；

根據(jù)質(zhì)量守恒定律，CaCO3與MgCO33H2O的關(guān)系式為MgCO33H2O - CaCO3，設(shè)樣品中MgCO33H2O的質(zhì)量為x

MgCO33H2O - CaCO3

138 100

x 10g

= x=13.8g

樣品中MgCO33H2O的純度為=92.0%

（5）Mg5(OH)2(CO3)44H2O比MgCO33H2O含有較多的粒子，故最終測(cè)定結(jié)果偏大；